Nguyên lý hoạt động của pin Li-SOCl2

Pin Li-SOCl2 sử dụng lithium làm điện cực âm, carbon làm điện cực dương, dung dịch SOCl2 của lithium tetrachloroaluminat khan (LiAlCl4) làm chất điện phân và SOCl2 làm vật liệu hoạt động cho điện cực dương. Sử dụng phớt polypropylene hoặc giấy sợi thủy tinh làm vật phân tách, điện áp mạch hở của nó là 3,65V và hệ thống pin có thể được biểu diễn theo công thức sau:

Li / LiACl 4- SOCl2 / C

Điện cực âm: 4Li =4 Li cộng với 4e

Điện cực dương: 2SOCL2 cộng với 4e =2 SO2 cộng với 4Cl -2 SO → ← (SO) 2 (SO) 2 → ← S cộng với SO2

Phản hồi tổng thể của pin:

4Li cộng 2SOCl2 → 4LiCl cộng S cộng với SO2SO2 đều tan trong SOCl2, S được kết tủa nhiều và kết tủa tạo thành cacbon dương màu đen, LiCl không tan.

Trong loại pin này, khi Li tiếp xúc với SOCl2 sẽ xảy ra các phản ứng sau:

8Li cộng 4SOCl2 → 6LiCl cộng với Li2S2O4 cộng với S2Cl2 hoặc 8Li cộng với 3SOCl2 → 6LiCl cộng với Li2SO3 cộng với 2S

Do phản ứng này, mặc dù vật chất hoạt động dương SOCl2 của pin Li / SOCl2 bao quanh điện cực âm, nhưng thực tế không có hiện tượng đoản mạch, bởi vì một lớp màng bảo vệ LiCl rất mỏng và dày đặc được hình thành trên bề mặt của điện cực âm ( Phim chính), phim này có cách điện điện tử và có thể xuyên qua các ion, do đó ngăn cản phản ứng tiếp tục của SOCl2 bên ngoài và lithium, làm cho lithium rất ổn định trong chất điện phân SOCl2, với sự gia tăng của nhiệt độ môi trường và kéo dài thời gian lưu trữ pin, pin chính màng sẽ dần dần nở ra và dày lên để tạo thành cái gọi là màng thứ cấp, và pin sẽ có thời lượng lưu trữ tốt.

Do đó, pin Li / SOCl2 có hiện tượng trễ điện áp tương đối nghiêm trọng, khiến điện áp nói chung trở về 95 phần trăm điện áp đỉnh trong vòng vài phút. Pin Li / SOCl2 được bảo quản ở 25 độ trong hai năm có điện áp ban đầu thấp do lớp thụ động LiCl hình thành trên bề mặt lithium. Nếu pin bị đoản mạch hoặc phóng điện nhiều lần với dòng điện lớn, màng LiCl có thể bị phá vỡ và điện áp làm việc có thể bị giảm. hồi phục. Các sản phẩm LiCl (màu trắng) và S (màu vàng) được lắng đọng trong muội than của điện cực dương, điều này đã chặn một phần các vi hạt trong điện cực dương. Một mặt, điện cực dương phồng lên một chút, mặt khác, nó cản trở sự khuếch tán của chất điện phân, làm tăng sự phân cực nồng độ, và làm cho pin lâu dần bị hỏng.