提高锂亚硫酰氯电池可靠性的方法研究

　　摘 要 研究了LiAlCl4 浓度、SO2 浓度及SO2 回流时间3 个因素对锂亚硫酰氯电池电压滞后的影响， 放电测试结果表明， 当LiAlCl4 浓度为112 mol·L ^{- 1} 、SO2 质量分数为6 %、SO2 回流时间为3~5 h 时， 对消除电池电压滞后有明显效果。

　　锂亚电池是近年来发展起来的新型化学电源， 除具有锂电池的电压高、能量大、放电平台稳定等优点而被广泛应用外， 还因其工作温度范围宽、贮存寿命长而在某些特殊领域受到更多重视。

　　锂亚硫酰氯电池虽然比其他几种锂电池商品化要晚，但已成为当今世界上生产的主要锂电系列。

　　由于目前锂亚硫酰氯电池存在贮存后失效的问题， 影响了电池的可靠性。本文将从电压滞后方面来解决电池的可靠性问题。通过在电解液中加入SO2 和选择合适的LiAlCl4 含量， 对电池的可靠性进行研究。

　　1  电池工作原理及电压滞后原因

　　1.1  电池工作原理

　　锂亚硫酰氯电池以金属锂为负极， 液态亚硫酰氯SOCl2 为正极活性物质； 以多孔碳极为正极电催化载体及集流体； 以SOCl2 作溶剂， 溶解LiAlCl4盐溶液为电解质。电化学表达式为：

　　1.2  产生电压滞后的原因

　　Li/ SOCl2 电池电压滞后起因于锂阳极上钝化膜（主要成分为LiCl） 的形成。这种膜既有益又有害， 所谓有益， 是指电池贮存期保护锂阳极， 提高了它的贮存特性； 所谓有害， 是指电池启动时， 电压滞后现象使放电平台不再稳定。随着电池贮存时间的延长或温度的升高， 这层膜变得越来越厚， 使得电池放电初期Li + 穿透膜阻力加大， 降低了锂亚硫酰氯的反应速度， 导致起始电压降低， 引起电压滞后。

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