Элемент на системе Li/CuS (литий-сульфид меди)

Система литий-сульфид меди с органическим электролитом имеет высокую теоретическую удельную энергию в 1050 Вт*ч/кг и 2470 кВт*ч/м3, ЭДС элемента равна 2,15 В. Сульфид меди достаточно электропроводен, что не требует добавления электропроводного вещества. В нашей стране серийно выпускался первичный элемент МЛ-2. Элемент на основе системы Li/CuS разработан французской фирмой SAFT. Катод в нем изготавливался из спеченной сернистой меди или пастообразной CuS со связующим из фторопласта. Электролитом служил 1 М раствор LiClO₄ в смеси растворителей – тетрагидрофурана и диметоксиэтана в соотношении 7:3. ЭДС элемента равнялся 2,15 В. Токообразующая реакция:

2Li + 2CuS → Cu₂S + Li₂S,

2Li + Cu₂S → 2Cu + Li₂S

Сульфид меди нерастворим в электролите, и это исключает нежелательные процессы потери емкости вследствие переноса металлической меди на.анод и закорачивания элемента ее кристаллами.

В батарее набор электродов помещают в корпус с общим электролитом. Для предупреждения образования короткого замыкания подвод электролита к каждой паре электродов осуществлен через узкие каналы. В процессе работы батареи продукты разряда осаждаются в каналах, способствуя ограничению диффузии и повышению межэлементного сопротивления через электролит. В качестве электролита используют раствор перхлората лития в тетрагидрофуране с добавкой 1,3-диметоксиэтана.

Сравнительные характеристики литиевых источников тока

Удельная энергия. Сравнение разрядных характеристик литиевых источников тока Li/SOCl₂, Li/SO₂, Li/MnO₂, Li/(CF_x)_n, Li/CuS в габаритах элементов размера С при токе 30 мА показывает, что по эффективности удельных электрических параметров их можно расположить в следующий ряд по степени их убывания: Li/SOCl₂, Li/SO₂, Li/MnO₂, Li/(CF_x)_n. Разрядные характеристики тех же элементов, выполненных на традиционных, электрохимических системах с цинковым анодом и водными электролитам Zn/HgO, Zn/MnO₂ (щелочные), Zn/МnО₂ (солевые) существенно уступают ЛХИТ.

Как видим, литиевые источники существенно превосходят по электрическим характеристикам традиционные системы. Анализ рассмотренных литиевых систем.

Температурный диапазон. Изучение работоспособности литиевых источников тока в широком температурном интервале дает основание сделать вывод, что самым широким температурным диапазоном работы обладают элементы, изготовленные на системах Li/SOCl₂ и Li/SO₂, от –60°С до +70°С.

Элементы на системах Li/MnO₂ и Li/(CF_x)_n при температурах ниже – 20°С существенно теряют свои характеристики по энергоотдаче.