리튬 티오닐 클로라이드 셀에 대하여
리튬 기반의 일차전지는 금속 리튬을 양극으로 사용하는 충전 불가능한 배터리입니다. 이러한 배터리는 리튬-금속 배터리로도 알려져 있습니다. 리튬 일차 배터리는 가장 낮은 자가 방전율을 가지므로 최대 10년까지의 가장 긴 보관 수명을 가지며, 최대 70도의 온도에서도 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 셀 유형은 다음과 같습니다:
리튬-망간 이산화 셀
리튬 철 이황화물 셀
리튬 티오닐 클로라이드 셀
리튬 공기 셀
리튬 티오닐 클로라이드 셀의 특징
리튬 티오닐 클로라이드(리튬-티오닐 클로라이드, Li-SOCl2) 셀은 습식 타입의 일차전지로, 티오닐 클로라이드를 기반으로 한 전해질이 양극으로 작용합니다. 이와 다른 리튬 배터리 타입과의 주요 차이점은 이 타입의 배터리는 방전된 후에 재충전할 수 없다는 것입니다. 매우 부식성이 강하고 독성이 있는 티오닐 클로라이드는 전해질 용매 뿐만 아니라 양극 재료로도 사용됩니다. 전해질은 일반적으로 리튬 테트라클로로알루미네이트입니다. 전체 방전 반응은 다음과 같습니다:
4 Li + 2 SOCl2 → 4 LiCl + 1/8 S8 + SO2
이러한 충전 불가능한 배터리는 높은 에너지 밀도, 넓은 작동 온도 범위, 그리고 긴 저장 및 작동 수명 등 다른 리튬 배터리 형태에 비해 많은 장점을 가지고 있습니다. 하지만 높은 비용, 충전 불가능성, 안전성 문제로 인해 사용이 제한되어 있습니다. 배터리의 내용물은 매우 독성이 있어 특별한 폐기 절차가 필요합니다.
리튬 금속 배터리의 종류
가장 일반적인 셀 유형은 다음과 같습니다:
리튬-망간 이산화 셀: 이 셀은 리튬 호일을 양극으로 사용하며 망간 이산화를 음극으로 사용합니다. 전해질은 전해질 염분이 함침된 분리지 시트입니다. 전체 셀 전압은 3볼트입니다. CR2032와 같은 버튼 셀에 주로 사용되는 가장 일반적인 충전 불가능한 리튬 셀입니다.
리튬 철 이황화물 셀: 원통형 리튬 철 이황화물 배터리(LiFeS2)는 양극으로 리튬을, 음극으로 철 이황화물을 사용하며, 유기 용매 혼합물에 리튬 염을 사용하는 전해질을 사용합니다. 아연-탄소 또는 알칼라인 배터리를 대체하기 위해 설계되었으며, 셀 전압은 1.5볼트입니다. 이들은 “전압 호환성” 리튬 셀로 종종 불리며, 대체하는 셀보다 높은 에너지 밀도를 가지며, 고전류 애플리케이션에 맞춰져 있습니다. AA 배터리 형식으로도 생산됩니다.
리튬 티오닐 클로라이드 셀: 이 타입의 셀은 모든 리튬 타입 셀 중에서 가장 높은 에너지 밀도를 가지며, 15년에서 20년까지의 사용 수명을 가집니다.
리튬 공기 셀: 아연-공기 셀과 유사하게, 이들은 매우 높은 이론적 에너지 밀도를 가집니다. 양극은 니켈 메쉬 전류 수집기에 압착된 금속 리튬 호일이며, 공기 음극을 통해 대기 중의 산소와 무한히 전기화학적으로 결합됩니다.
일회용 리튬 일차 배터리는 충전 가능한 리튬 이온 또는 리튬 폴리머와는 구분되어야 합니다.
