دانش در مورد Passivation در باتری های لیتیوم Thionyl Chloride

March 6, 2025

 دانش در مورد Passivation در باتری های لیتیوم Thionyl Chloride
 
1تعريف پاسيفاسيون
پاسیویشن در باتری های لیتیوم تیونیل کلرید (Li / SOCl2) به تشکیل یک فیلم عایق بر روی سطح آنود لیتیوم اشاره دارد. این فیلم،که عمدتاً از کلورید لیتیوم (LiCl) تشکیل شده است، محصول واکنش بین تیونیل کلراید (SOCl2) و لیتیوم است. پاسیویشن یک ویژگی ذاتی باتری های Li/SOCl2 است.که به افزایش عمر ذخیره سازی آنها با محدود کردن واکنش های شیمیایی داخلی کمک می کند.
2مکانیسم تشکیل لایه ی پاسیویشن
لایه غیرفعال سازی به دلیل واکنش شیمیایی بین الکترولیت تیونیل کلرید و آنود لیتیوم شکل می گیرد.یک فیلم غیرفعال سازی متراکم بلافاصله بر روی سطح لیتیوم شکل می گیرداگرچه این فیلم اجازه عبور یون های لیتیوم را می دهد، اما سرعت مهاجرت یون آن کم است، که تخلیه طبیعی باتری را مختل می کند.ضخامت لایه غیرفعال سازی با افزایش زمان ذخیره سازی افزایش می یابد اما آهسته تر رشد می کند زیرا خود لایه به عنوان یک مانع برای واکنش های بیشتر عمل می کند.
 
3تاثیر غیرفعال سازی بر عملکرد باتری
حضور لایه غیرفعال سازی هم اثرات مثبت و هم منفی بر عملکرد باتری دارد:
** تاثیر مثبت **: لایه غیرفعال سازی به طور قابل توجهی سرعت خود تخلیه باتری را کاهش می دهد و به باتری های Li / SOCl2 اجازه می دهد ظرفیت بالایی را در طول ذخیره سازی طولانی مدت حفظ کنند.این باعث می شود آنها مناسب برای برنامه های کاربردی که نیاز به زمان های طولانی حالت آماده است.
** تاثیر منفی **: لایه غیرفعال کننده مقاومت داخلی باتری را افزایش می دهد،که منجر به افت ولتاژ اولیه در هنگام تخلیه می شود و به طور بالقوه ظرفیت کلی باتری را کاهش می دهددر کاربردهایی که نیاز به پالس های جریان بالا دارند، لایه غیرفعال سازی ممکن است عملکرد باتری را محدود کند.
 
4چگونه اثرات منفعل سازی را کاهش دهیم
برای کاهش تاثیر پاسیویشن بر عملکرد باتری، می توان روش های زیر را استفاده کرد:
1** فعال سازی تخلیه با جریان پایین**: تخلیه باتری با جریان کم (به عنوان مثال،10 mA) یا با استفاده از یک مقاومت خارجی می تواند به تدریج لایه passivation را از بین ببرد و عملکرد باتری را بازگرداند.
2**فعال سازی جریان پالس شده**: استفاده از جریان پالس شده برای فعال کردن باتری می تواند به طور موثر تر لایه غیرفعال سازی را تجزیه کند.
3** شرایط ذخیره سازی کنترل شده **: ذخیره سازی باتری در یک محیط خشک و با دمای پایین می تواند تشکیل لایه غیرفعال سازی را کند کند.
4** افزودنی های شیمیایی **: برخی از تولیدکنندگان باتری مواد شیمیایی را به الکترولیت اضافه می کنند تا رشد لایه غیرفعال سازی را محدود کنند و در عین حال ایمنی و عمر ذخیره باتری را حفظ کنند.
 
5کاربردها و محدودیت های منفعل سازی
حضور لایه غیرفعال سازی اجازه می دهد تا باتری های لیتیوم تیونیل کلرید نرخ خود تخلیه بسیار پایین (کمتر از 0.5٪ در سال) را نشان دهند و آنها را برای ذخیره سازی طولانی مدت ایده آل می کند.با این حال، همچنین عملکرد آنها را در کاربردهای پالس جریان بالا محدود می کند.باتری های مدرن Li / SOCl2 اغلب ضخامت لایه غیرفعال سازی را بهینه می کنند تا میزان خود تخلیه و عملکرد تخلیه را متعادل کنند.
 
 6نتیجه گیری
غیرفعال شدن یک ویژگی ذاتی باتری های لیتیوم تیونیل کلرید است.این نقش مهمی در افزایش عمر ذخیره سازی و کاهش میزان تخلیه خود دارد اما همچنین محدودیت های خاصی در عملکرد تخلیه اعمال می کند.با بهینه سازی شرایط ذخیره سازی، استفاده از روش های فعال سازی یا استفاده از افزودنی های شیمیایی، اثرات منفی منفعل سازی بر عملکرد باتری می تواند به طور موثر کاهش یابد.در نتیجه عملکرد باتری در کاربردهای عملی افزایش می یابد..