ما هو الفرق بين Li-ion و Li SOCl2؟

في عالم البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، تعد بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) وخلايا كلوريد الليثيوم ثيونيل (Li-SOCl₂) استثنائية بسبب خصائصها واستخداماتها المتميزة. ومع ذلك ، يعتمد هذان الاثنان بشكل أساسي على الليثيوم كمكون رئيسي لهما ولكن لهما كيمياء وأداء واعتبارات سلامة وصناعات مختلفة. من الضروري ملاحظة أن معرفة هذه الاختلافات أمر مهم للغاية عند اختيار النوع المناسب من تقنية البطارية لغرض معين.

كيمياء

بطاريات ليثيوم أيون

تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على قطبين: أنود قائم على Li وكاثود يتكون من مواد بما في ذلك أكسيد الكوبالت أو النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC) أو فوسفات الحديد الليثيوم (LFP). غالبا ما يذيب المذيب العضوي ملح الليثيوم الذي يعمل كإلكتروليت يسمح بحركة أيونات الليثيوم عبر الأقطاب الكهربائية. أثناء التفريغ ، يحدث إطلاق الطاقة عندما تتحرك أيونات الليثيوم نحو الكاثودات من الأنودات عبر المنحل بالكهرباء.

بطاريات ليثيوم SOCl₂

من ناحية أخرى ، يعمل الليثيوم كمادة أنوديك بينما يستخدم كلوريد الثيونيل (SOCl₂) كمادة كاثود في بطاريات كلوريد الليثيوم ثيونيل. الشكل الأكثر شيوعا للكهارل في هذه الخلايا هو LiAlCl₄ المذاب في SOCl₂. توفر هذه الكيمياء كثافة طاقة عالية وجهد تفريغ مستقر نسبيا مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب فترة صلاحية طويلة وإنتاج طاقة عالية.

اداء

كثافة الطاقة

بينما تشتهر بطاريات Li-ion بكثافتها العالية للطاقة مما يؤدي إلى أوقات تشغيل أطول للإلكترونيات المحمولة والمركبات الكهربائية على حد سواء ؛ يمكن أن توفر بطاريات Li-SOCL2 كثافة طاقة أعلى بحيث يمكن نشرها بشكل فعال حيث تكون المساحة أكثر ندرة ويكون إنتاج الطاقة القصوى أكثر أهمية.

خصائص الجهد والتفريغ

عادة ، يحتوي هذا النوع من البطاريات على نطاق جهد اسمي يتراوح بين 3.6 و 3.7 فولت مع منحنيات تفريغ مسطحة تصل إلى دورات نهاية العمر. على العكس من ذلك ، يبلغ الجهد التشغيلي الأولي ل Li-SOCL2 حوالي 3.6 فولت والذي يتناقص تدريجيا أثناء التفريغ. وب التاليليثيوم SOCL2الخلايا مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تنظيما دقيقا للجهد أو مدة صلاحية طويلة.

أمان

بطاريات ليثيوم أيون

خضعت بطاريات Li-ion للتدقيق فيما يتعلق بالسلامة خاصة فيما يتعلق بالهروب الحراري ومخاطر الحريق بسبب استخدام المذيبات العضوية التي يمكن أن تشتعل فيها النيران بسهولة عند درجة حرارة اشتعال منخفضة. ومع ذلك ، كان هناك تحسن كبير في سلامة بطاريات Li-ion الحديثة بسبب عدة عوامل مثل التقدم في أنظمة إدارة البطاريات وتصميم الخلايا وتركيبات المنحل بالكهرباء.

بطاريات ليثيوم SOCl₂

في المقابل ، فإن عدم قابلية الإلكتروليت للاشتعال يجعل بطاريات Li-SOCl₂ أكثر أمانا بشكل عام من بطاريات Li-ion على الرغم من أنها تحتاج إلى احتياطات خاصة أثناء التعامل معها وتخزينها لأنها تتكون من مواد سامة ومسببة للتآكل.

التطبيقات

بطاريات ليثيوم أيون

يتراوح الاستخدام الواسع النطاق لبطاريات الليثيوم أيون من الإلكترونيات المحمولة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى السيارات الكهربائية (EVs) وأنظمة تخزين الطاقة. نظرا لكثافتها العالية للطاقة ، ومعدلات التفريغ الذاتي المنخفضة نسبيا ، وعمر الدورة الطويل ولكن العديد من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية تفضلها.

بطاريات Li-SOCl₂

على الرغم من أنها أقل شيوعا مقارنة بمعظم الأنواع الأخرى من البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، إلا أن بطاريات Li-SOCL2 تجد تطبيقات متخصصة حيث تكون كثافة الطاقة العالية و / أو العمر الافتراضي الطويل للغاية و / أو التحكم الدقيق في الجهد أمرا بالغ الأهمية. ومن الأمثلة البارزة على ذلك المعدات العسكرية والفضائية. منارات تحديد موقع الطوارئ ؛ الأجهزة الطبية مثل مقوم نظم القلب ومزيل الرجفان القابل للزرع (ICDs).

استنتاج

في الختام ، تختلف بطاريات الليثيوم أيون وأوكسي كلوريد الليثيوم الكبريت اختلافا كبيرا كيميائيا في الأداء وجوانب السلامة والتطبيقات. تستخدم بطاريات الليثيوم أيون بشكل شائع نظرا لقوتها الكثيفة ومرونتها بينما تتمتع بطاريات Li-SOCl2 بنقاط قوة مميزة مثل كثافة الطاقة واستقرار الجهد وخيار أكثر أمانا لتطبيقات متخصصة مختارة. يجب أن يأخذ اختيار تقنية البطارية في الاعتبار الاحتياجات الفريدة للتطبيق بما في ذلك متطلبات الطاقة وحدود الحجم وقضايا السلامة والآثار المترتبة على التكلفة.