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1、标准技术电池

电池一旦使用,其电压和开路电压相比会有所降低,然后达到工作平稳电压水平。这是放电电流的一个性能表现。当电流较低时,电池电压会瞬间稳定下来。然而,当电流值较高时,要达到稳定的电压可能需要一个过渡期,在此过渡期中,初始电压将下降至台阶电压以下,然后再恢复。

图1.1.1中的三条曲线显示的是初始放电电压的情况。

• 曲线 A :初始电压立即稳定在台阶电压水平。对于在内存后备的标准电池(这时放电电流低),这种情况是普遍的。

• 曲线 B :在过渡期间,初始电压降到台阶电压以下,但最小电压高于截止电压,截止电压一般在 2.5 伏与 3.0 伏之间。这种情况与一些设备需要中等强度的放电电流有关,这样可以保证在一个可接受的水平上,得到持续的电压。

• 曲线 C :在过渡期间,初始电压降到台阶电压以下。这与高电流的设备有关。

在曲线 C 中,恢复到截止电压所需的时间是指滞后时间,所达到的最低电压值是指瞬时最小电压( TMV )。在这个具体例子中, TMV 稍低于 2.5 伏,延迟时间的长短与使用 2.6 伏的截止电压有关。

电压滞后现像是由于在锂表面形成一层 LiCl 钝化膜造成的,而这也是这些电池能够很好长期保持电量的原因。随着储存时间的延长和温度的升高,钝化膜的厚度也增加。此膜可阻止亚硫酰氯与锂金属发生反应,也限制锂离子从金属表面流到电解质。这使电池内阻初始值很高,同时也会减低工作电压。

伏特

瞬时电压曲线 -标准技术电池

图1.1.1瞬时电压曲线-标准技术电池


然而,一旦电池开始放电,钝化膜的厚度就逐渐减少,电阻回到一个稳定的值,电池也达到了它的台阶电压。

对于比较低的和中等强度的放电电流, LiCl 膜的离子导电性足够保持一个相对自由的锂离子流。如果电流再高,此膜就开始限制离子流。

当钝化膜的厚度减少后,只要电路在连续的长时间内处于断开状态,它的厚度会再增加。这样,如果停止连续放电,即使是在 1 或 2 个月后重新放电,电池电压几乎会立即恢复到台阶电压的水平。然而,如果停滞时间越长,钝化层将会不断增厚,并且随之产生的瞬时最低电压( TMV )将会趋向于恢复到最初值。


2、XTRA TM电池

总体而言,3.1.1条中所描述的情况采用了所有不同的电池技术。然而,XTRA TM 技术可使电池极大提高其瞬时最小电压( TMV )。

标准技术和 XTRA TM 技术的瞬时状况( TMV )的对比

图1.1.2标准技术和 XTRA TM 技术的瞬时状况( TMV )的对比

图1.1.2显示的是 XTRA TM 电池和标准电池在室温下其表面膜的电阻率随储存期变化的情况


XTRA TM 电池表面膜和标准电池表面膜的电阻率与在室温下的储存期

标准电池 XTRA TM电池 储存期(月)

图1.1.2 XTRA TM 电池表面膜和标准电池表面膜的电阻率与在室温下的储存期


XTRA TM 电池在瞬时最小电压和电压滞后时间两方面都有极大的改善,这是利用 XTRA TM 电池的锂表面上的离子导电膜具有不同的特性而得以实现的。通过电子扫描显微镜( SEM )可以观察到,XTRA TM 电池的表面膜比标准电池上表面膜有更密集和更紧凑的结构。XTRA TM 电池之所以具有这一独特性能,是因为它的电阻相对同期的标准电池低了一个数量级。



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