Литиевая батарея — первичная электрическая батарея, в которой используется металлический литий или соединения лития в качестве анода. В зависимости от конструкции и химических соединений, используемых, литиевые батареи могут выдавать напряжение от 1,5 В (как и в случае с углеродно-цинковыми или щелочными батареями) до примерно 3,7 В, что выше, чем в любых других батарей. Поэтому нужно быть внимательным, чтобы не допускать ошибок случайных замен батарей с рабочим напряжением 1,5 В на литиевые, напряжение которых значительно больше.
В отличие от литий-ионных батарей, которые являются аккумуляторами, и в которых используется соединение интеркальованого лития, в литиевых батареях используется металлический (ноль-валентный) литий. В литий-ионных аккумуляторах ионы лития находятся в активных веществах электродов, а не в металлических пластинах.
Литиевые батареи бывают цилиндрической и дисковой формы
Описание
Литиевые батареи имеют высокие энергетические характеристики и расширенным диапазоном эксплуатационных возможностей.
Существует целый ряд литиевых батарей большой емкости (десятки и сотни ампер-часов) специального назначения. К семейству «литиевых батарей» относятся многие батарей с различными типами катодов и электролитов. Постоянный поиск материалов электродов и состава электролита для литиевых батарей приводит к созданию батарей с различной химической структурой: литий-тионилхлоридних (LiSOCl 2), литий-пятиокись ванадия (LiV 2 O 5), литий-двуокись серы (LiSO 2), литий -трьохокис молибдена (LiMoO 3), литий-фторид меди (CuF 2), литий-хромат серебра (LiAg 2 CrO 4), литий-сульфид меди (LiCuS).
Наиболее распространенным типом литиевой батареи, которая широко используются в бытовых приборах есть батарея, в которой в качестве анода использовано металлический литий, а диоксид марганца — в качестве катода, с растворенной в органическом растворителе солью лития. Тип литиевых батарей на основе литий / оксидов марганца (Li / MnO 2 и Li / Mn 2 O 4) наиболее изучен и технологически отработан. Их емкость ниже, чем у материалов на основе кобальта, но они дешевле и не требуют такого сложного контроллера для управления процессами заряд-разряд.
Высокая реактивность лития, влияние влажности воздуха на состояние электродов и электролита определяют повышенную сложность при изготовлении батарей, необходимости проведения технологических операций в герметичных блоках в атмосфере аргона и сухих помещениях. Повышенные требования предъявляются к герметизации литиевых батарей, — поскольку должна быть исключена возможность утечки электролита или попадания внутрь воздуха и паров воды, с целью предотвращения возникновения опасности пожара или взрыва батареи. Герметизация литиевых батарей, возможна вследствие использования химических систем, не выделяют газы в процессе разряда.
Очень существенным преимуществом литиевых батарей является их способность к длительному хранению в состоянии готовности к работе. А в сочетании с очень малыми скоростями реакций саморазряда существует возможность хранить литиевые батареи в состоянии готовности к работе в течение 5-10 лет без необходимости создания специальных условий хранения.
Применение
Литиевые батареи используют там, где требуется высокая стабильность рабочего напряжения в течение многих лет эксплуатации — в часах, фотокамерах, калькуляторах, для защиты памяти интегральных схем, в измерительных приборах и медицинском оборудовании. В кардиостимуляторах и других имплантовуваних электрических медицинских устройствах для литиевых батарей используют специализированные литий-йодид батареи рассчитаны на 15 и более лет.
Литиевые батареи обеспечивают удельную энергию по массе до 330 Вт · ч / кг, что примерно в три раза выше, чем в ртутных и серебряно-цинковых, и в четыре раза выше чем в щелочных батарей. Удельная энергия по объему в литиевых батарей на 50% выше, чем в ртутных, и на 100% выше, чем в щелочных. Литиевые батареи имеют меньшие массовые и габаритные показатели, большой срок хранения (достигает 5-10 лет и более).
Литиевые батареи имеют стабильное напряжение в широком диапазоне разрядных токов, более работоспособны в широком интервале температур, чем щелочные батареи.
Литиевые батареи первичного типа составляют 28% продаж всех первичных батарей в Японии, но только 1% всех продаж батарей в Швейцарии. А в Великобритании и ЕС — всего 0,5% всех продаж вместе с батареями вторичных типов.