什么是锂亚硫酰氯电池?

锂亚硫酰氯电池的定义
　　
锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池在所有的电池中，属于一种很有特色的品种。它的电压为3.6V。正极材料是亚硫酰氯（二氯亚砜），同时，也是电解液。这种特性，使得它的比能量非常高。是目前锂电池中电压最高的。贮存寿命可以超过10年。

高温锂亚电池主要应用在石油开采、地质和海洋勘探等石油天然气领域以及海船舶重工、科研、军工等领域。

具有高性能、高可靠、在高温（最高+200℃）或低温（最低-55℃）下，大的振动，冲击等恶劣环境中使用，保证其安全，稳定可靠。；锂电池最大容量可达40安时（Ah），最大额定电流可达4安培（A），峰值电流可达7安培，电流释放启动快，供电均匀等特点。

锂亚硫酰氯电池专题研究

锂亚硫酰氯电池的优点

1，比能量很大
由于既是溶剂又是正极活性物质，其比能量一般可达420Wh/Kg，低速率放电时最高达650Wh/Kg

2，电压很高
电池开路电压为3.65V，以1mA/cm2，放电时，电压可保持在3.3V，90%的容量范围内电压保持不变。

3，比功率大
电池能以10mA/cm2或更高电流密度放电

4，电压精度高
常温中等电流密度放电时放电曲线极为平坦

5，高低温性能好
一般可在-40—50℃内正常工作，甚至在-50—150℃内也能工作；-40℃时的容量约为常温容量的50%

6，贮存性能好
一般可湿搁置5年或更长时间

7，全密封设计

8，电池无内压
开始时无内压，直到放电终了时，才出现一定的压力

锂亚硫酰氯电池的缺点

1，电压滞后
在长期常温或常温贮存后，再以较大电流放电时，工作电压急剧下降，然后缓慢回复到正常

2，安全性问题
尽管采取了某些措施，仍有可能在放电态贮存，高温放电时发生无法控制的热量噴发而发生爆炸

3，价格较贵

4，环境污染
SOCl2吸水后分解成盐酸和二氧化硫，腐蚀性极强，所以生产地点必须通风良好

锂亚硫酰氯电池工作原理

Li/SOCl2电池以锂为负极，碳作为正极，无水四氯铝酸锂（LiAlCl4）的SOCl2溶液为电解液，SOCl2又是正极活性物质。采用聚丙烯毡或玻璃纤维纸作为隔膜，其开路电压为3.65V，电池体系可用下式表示：Li/LiACl4-SOCl2/C
负极：4Li=4Li+ +4e
正极：2SOCL2 +4e=2SO2 +4Cl-
            2SO→←（SO）2
            （SO）2→←S+SO2
电池总反应：4Li + 2SOCl2→4LiCl + S + SO2
SO2全部溶解于SOCl2中，S大量析出，沉积在正极碳黑中，LiCl是不溶的。
 

此种电池，Li与SOCl2接触，即会发生如下反应：
8Li + 4SOCl2 →6LiCl + Li2S2O4 + S2Cl2
或8Li + 3SOCl2 →6LiCl + Li2SO3 +2S
正因为有这种反应，虽然Li/SOCl2电池的正极活性物质SOCl2紧紧包围着负极，但是实际上并没有发生短路现象，这是因为负极表面形成了一层极薄的致密的LiCl保护膜（一次膜），这层膜具有电子绝缘性，对离子可以穿透，从而防止了外部的SOCl2与锂的进一步反应，使锂在SOCl2电解液中变得十分稳定，随着环境温度的升高和电池贮存时间的延长，一次膜会逐渐扩大变厚形成所谓二次膜，电池也就具有很好的贮存寿命。也因此，使得Li/SOCl2电池有比较严重的电压滞后现象，这种滞后现象使电压一般在几分钟内才能回复到峰值电压的95%。25℃下存放两年后的Li/SOCl2电池，由于锂表面形成的LiCl钝化层，初始电压较低，如电池短路或多次用大电流刹间放电，可以将LiCl膜冲破，使工作电压恢复。

产物LiCl（白色）及S（黄色）在正极碳黑内沉积出来，部分堵塞了正极内的微孔道。一方面使正极有些膨胀，另一方面阻碍了电解质的扩散，增大了浓差极化，使电池逐渐失效。

锂亚硫酰氯电池的检验标准和方法

1，环境试验
以下方法为美国ECOMSCS-459试验标准

①机械振动
振动频率从10HZ增加到55HZ，然后再降到10HZ，变化速度为1HZ/min，振幅为0.76mm，电池的横向和纵向各做一次试验，历时95分钟

②冲击
以150g的加速度冲击6毫秒，在电池的横向和纵向进行

③热冲击
电池从室温起半小时内降到-40℃，恒温1.5小时后，突然升到70℃，再恒温2小时，再突然降到-40℃，如此重负四次，回升到室温。

④加压
将电池置于压力为4个大气压的容器中进行试验，历时12小时，并测定开路电压的变化，之后以60mA放电（D型），记录试验前后重量和体积的变化

⑤标高试验
将电池置于真空容器中，模拟1500米高处的空气压力，测定开路电压。结束后，以60mA放电（D型），记录试验前后重量和体积变化

⑥碰撞
在电池的纵向和横向各给14000g的撞击（AA型）。
电池经过以上考核后，应无开路电压变化，无超出规定的电压滞后，无容量的明显损失，无泄漏和重量改变等。
 　　
锂亚硫酰氯电池主要用途： 　

石油开采、海洋勘探、船舶重工、科研、军工以及科研领域等高温高能行业。