מה ההבדל בין לי-איוני ולי-סוקל2?

בתחום הסוללות נטענות, סוללות ליתיום-יון (Li-ion) ותאי ליתיום-תיאוניל כלוריד (Li-SOCl₂) הם יוצאי דופן בגלל התכונות והיישומים הייחודיים שלהם. עם זאת, השניים הללו תלויים בעיקר בליתיום כמרכיב העיקרי שלהם אך יש להם כימיה, ביצועים, שיקולי בטיחות ותעשיות שונים. חשוב לציין כי הכרת ההבדלים הללו היא מאוד חשובה כאשר בוחרים את סוג טכנולוגיית הסוללות הנכון למטרה מסוימת.

כימיה

סוללות Li ion

סוללות ליתיום-יון כוללות שני אלקטרודות: אנודה מבוססת ליתיום וקתודה המורכבת מחומרים כולל תחמוצת קובלט, ניקל-מנגן-קובלט (NMC), או פוספט ברזל ליתיום (LFP). ממס אורגני לרוב ממיס מלח ליתיום הפועל כאלקטרוליט המאפשר תנועת יוני ליתיום דרך האלקטרודות. במהלך פריקת אנרגיה משתחררת כאשר יוני ליתיום נעים לעבר הקתודות מהאנודות דרך האלקטרוליט.

סוללות Li SOCl₂

מצד שני, ליתיום משמש כחומר אנודי בעוד שכולוריד תיוניל (SOCl₂) משמש כחומר קתודי בסוללות ליתיום-תיוניל. הצורה הנפוצה ביותר של אלקטרוליט בתאים אלה היא LiAlCl₄ מומס ב-SOCl₂. כימיה כזו מספקת צפיפות אנרגיה גבוהה ומתח פריקה יחסית יציב ולכן הופכת אותם לאידיאליים ליישומים הדורשים חיי מדף ארוכים ופלט אנרגיה גבוה.

ביצועים

צפיפות אנרגיה

בעוד שסוללות ליתיום-יון ידועות בצפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן, מה שמוביל לזמני ריצה ארוכים יותר עבור אלקטרוניקה ניידת ורכבים חשמליים כאחד; סוללות Li-SOCL2 יכולות לספק אפילו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר כך שניתן להפעילן ביעילות היכן שהמרחב מצומצם יותר ופלט הכוח המקסימלי חשוב ביותר.

מתח ותכונות פריקה

בדרך כלל, סוג זה של סוללות יש טווח מתח נומינלי של 3.6-3.7V עם עקומות פריקה שטוחות עד למחזורי סוף החיים. לעומת זאת, המתח ההתחלתי של Li-SOCL2 הוא סביב 3.6V אשר הולך ויורד בהדרגה במהלך הפריקה. כתוצאה מכך, Li-SOCL2 תאים מתאימים ליישומים הדורשים ויסות מתח מדויק או חיי מדף ארוכים.

בטיחות

סוללות Li ion

סוללות Li-ion נבדקו מבחינת בטיחות, במיוחד ביחס לבריחה תרמית וסכנות אש עקב השימוש בממסים אורגניים שיכולים בקלות להידלק בטמפרטורת הצתה נמוכה. עם זאת, הייתה שיפור משמעותי בבטיחות של סוללות Li-ion מודרניות בזכות מספר גורמים כמו התקדמות במערכות ניהול סוללות, עיצוב תאים ופורמולציות אלקטרוליט.

סוללות Li SOCl₂

בניגוד לכך, חוסר הבעירה של האלקטרוליט עושה את סוללות Li-SOCl₂ בדרך כלל לבטוחות יותר מסוללות Li-ion למרות שהן זקוקות להנחיות מיוחדות במהלך הטיפול והאחסון שלהן מכיוון שהן מורכבות מחומרים רעילים ומאכלים.

יישומים

סוללות Li-ion

השימוש הנרחב בסוללות ליתיום יון נע בין אלקטרוניקה ניידת כמו טלפונים ניידים ומחשבים ניידים ועד רכבים חשמליים (EVs) ומערכות אחסון אנרגיה. בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלהן, שיעורי פריקה עצמית יחסית נמוכים, חיי מחזור ארוכים אך הרבה יישומים צרכניים ותעשייתיים מעדיפים אותן.

סוללות Li-SOCl₂

למרות שהן פחות נפוצות בהשוואה לרוב סוגי הסוללות הניתנות לטעינה, סוללות Li–SOCL2 מוצאות יישומים נישתיים שבהם צפיפות אנרגיה גבוהה, חיי מדף ארוכים במיוחד ו/או בקרת מתח מדויקת הם קריטיים. דוגמאות בולטות כוללות ציוד צבאי וחלל; משואות חיפוש חירום; מכשירים רפואיים כמו דפיברילטורים משתלים (ICDs).

מסקנות

לסיכום, סוללות ליתיום-יון וליתיום-סולפיד אוקסיכלוריד משתנות מאוד מבחינה כימית בביצועים, היבטי בטיחות ויישומים. סוללות ליתיום-יון בשימוש נפוץ בשל הכוח הצפוף והגמישות שלהן בעוד שסוללות Li-SOCl2 יש להן יתרונות ייחודיים כמו צפיפות אנרגיה, יציבות מתח ובחירה בטוחה יותר עבור יישומים נישתיים מסוימים. בחירת טכנולוגיית הסוללה צריכה לקחת בחשבון את הצרכים הייחודיים של יישום כולל דרישות אנרגיה, מגבלות גודל, בעיות בטיחות והשלכות עלויות.