リチウム-SOCl2バッテリーの化学原理

Li/SOCl2電池は、リチウム負極、炭素正極、および非水SOCl2:LiAlCl4電解質からなる。塩化チオニルは電解質であり、正極活物質でもある。LiAlCl4などの他の電解質塩は、特別に設計された電池に使用されていますが、電解質配合が異なるため、電極性能が異なります。負極、正極およびSOCl2の組成は、電池の期待される性能に従って製造業者によって選択される。

一般的に受け入れられている全体的な反応メカニズムは次のとおりです。

4Li+2SOCl2→4LiCl+S↓+SO2

硫黄及び二酸化硫黄は、過剰の塩化チオニル電解質に溶解し、放電時には、二酸化硫黄の生成によりある程度の応力が発生する。貯蔵中、リチウム負極が電解質と接触すると、塩化チオニル電解質と反応してLiClを形成し、リチウム負極はその上に形成されたLiCl膜によって保護される。このパッシベーション膜は、電池の貯蔵寿命を延ばすのに有益ですが、放電の開始時に電圧ヒステリシスを引き起こします。高温で長期保存した後の電池は低温で放電し、電圧ヒステリシス現象は特に顕著である。

電解液の低凝固点(-110°C)と高沸点(78.8°C)により、広い温度範囲での動作が可能となり、温度が下がると電解液の導電性がわずかに低下します。Li/SOCl2 バッテリーは、一部のコンポーネントでは有毒で可燃性であるため、バッテリーを分解したり、通気弁を開いた状態でバッテリーとバッテリーコンポーネントを空気にさらしたりしないでください。