Lithium-Primärakkus

Grangeradiocabs entwirft, entwickelt und fertigt kundenspezifische Lithium-Primärbatteriepacks und -baugruppen für eine Vielzahl von Anwendungen. Unter Verwendung fortschrittlicher mechanischer und elektronischer Designtechniken optimiert unser erfahrenes Batteriedesign-Team die Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit und Sicherheit Ihrer kundenspezifischen Batteriepakete. Dieser Prozess bietet unseren Kunden die zuverlässigsten und wirtschaftlichsten Lithium-Primärbatterie-Pack-Lösungen für ihre individuellen Anforderungen.

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Kundenspezifische Lithium-Batterie-Packs und -Baugruppen

Lithium ist das leichteste nicht gasförmige Metall und sein negatives Potenzial für Akkus ist höher als bei jedem anderen Metall. Lithium-Chemie-Batterien und Batteriepacks haben die höchste spezifische Energie (Energie pro Gewichtseinheit) und Energiedichte (Energie pro Volumeneinheit) aller Batterietypen.

Während die meisten Lithiumzellen Leerlaufspannungen (OCVs) zwischen 2,7 und 3,6 V aufweisen, haben die meisten Lithium-Primärzellen eine relativ hohe Impedanz, die sie im Allgemeinen auf Anwendungen mit geringem Stromverbrauch beschränkt. Für bestimmte Anwendungen sind spezielle Hochgeschwindigkeits-Entladungszellen erhältlich.

Lithium-Primärbatterien haben oft einen breiten Betriebstemperaturbereich und können bei Temperaturen von -55 °C bis 150 °C (67 °F bis 3002 °F) weiterhin ordnungsgemäß funktionieren. Obwohl Verbrennungen oder andere extrem hohe Temperaturen zu einem katastrophalen Ausfall von Lithiumbatterien führen können, reagieren andere Batterietypen in der Regel ähnlich unter den gleichen Bedingungen.

Primäre Lithiumbatteriepacks sind in verschiedenen chemischen Zusammensetzungen erhältlich, jede mit ihren eigenen Leistungs- und Sicherheitsmerkmalen. Poly(Kohlenstoffmonofluorid)-Lithium oder (CF)X-Li; Mangandioxid-Lithium oder MnO2Li; Thionylchlorid-Lithium oder SOCl2Li; und Schwefeldioxid Lithium, kurz SO2Li, haben sich alle als besonders beliebt und wirksam erwiesen.

Kundenspezifische Lithium-Mangandioxid-Akkus und -Baugruppen

Mangandioxid-Lithium-Zellen ähneln Poly(Kohlenstoffmonofluorid)-Zellen in Bezug auf Energiedichte, Konstruktion, Sicherheit und OCV, bieten jedoch im Allgemeinen nur etwa die Hälfte der Lebensdauer. MnO2Li-Zellen eignen sich jedoch gut für Anwendungen, die relativ hohe Dauer- oder Pulsstromanforderungen erfordern, da ihre Innenimpedanz niedriger ist als bei anderen Chemikalien.

Spezifikationen für Mangandioxid-Lithiumbatterien

Mangandioxid-Lithium-Batterien sind in vielen zylindrischen Standard- und Münzgrößen erhältlich.

  • Zellspannung: 3,0 V (nominal)
  • Kapazität: 30mAh bis 5Ah
  • Energie nach Volumen: (230 Wh/kg); 9,0 Wh/Zoll 3 (550 Wh/L)
  • Energie nach Gewicht: abhängig von der Zellkonfiguration; bis zu 105 Wh/lb.
  • Entladecharakteristik: Flache (stabile Spannung) Entladekurven
  • Haltbarkeit: 10+ Jahre bei 20°C (68°F)
  • Betriebstemperaturbereich: -20 bis 60 °C (-4 bis 140 °F)
  • Größen: variabel
  • Anwendungen: allgemeine Anwendung für Anwendungen, die kleine Hochleistungsbatterien erfordern , z. B. Sicherheitssender, Rauchmelder, Kameras und Fotoausrüstung, Computerperipheriegeräte, Kommunikationsgeräte, Personal Organizer, Speichersicherung, Beleuchtung usw.
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Typische Entladung bei verschiedenen Temperaturen für eine typische 20 mm x 3,2 mm LiMn02-Knopfzelle Spannung vs. Entladelast für eine typische 20 mm x 3,2 mm LiMn02-Knopfzelle
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Kapazität vs. Entladelast für eine typische 20 mm x 3,2 mm LiMn02-Knopfzelle Entladungseigenschaften für eine typische 17 mm x 28 mm LiMN02 spiralförmige zylindrische Zelle
Entladung vs. Temperatur für eine typische zylindrische LiMn02-Spiralzelle mit 17 mm x 28 mm

Kundenspezifische Lithium-Poly-Kohlenstoffmonofluorid-Akkus und -Baugruppen

Poly(Kohlenstoffmonofluorid)-Zellen sind eine ausgezeichnete Lösung für langfristige Anwendungen mit geringem Durchfluss. Sie haben einen OCV von 3V und eine ziemlich hohe Energiedichte. Obwohl sie im Allgemeinen sicher sind, können ihre Elastomerdichtungen unter extremen Bedingungen vor dem Gehäuse versagen, wodurch die relativ reaktiven Zellkomponenten entweichen können.

Lithium-Poly-Kohlenstoff-Monofluorid-Zellen sind in allen zylindrischen Standardgrößen sowie in Münzkonfigurationen erhältlich. Zylindrische Zellen werden mit spiralförmigen Kathoden und gecrimpten Elastomerdichtungen hergestellt.

Spezifikationen für Lithium-Poly-Kohlenstoffmonofluorid-Batterien

  • Zellspannung: 3,0 V (nominal)
  • Kapazität: 25mAh bis 5000mAh
  • Energie nach Gewicht: Wh/kg
  • Haltbarkeit: 10+ Jahre bei 20°C (68°)
  • Betriebstemperaturbereich: -20° bis 60°C (-4° bis 140°F), Spezialitäten -40° bis 85°C (-40° bis 185°F)
  • Größen: variabel
  • Anwendungen: Taschenrechner , Kameras , kompakte und stromsparende kabellose Anwendungen , elektronische Uhren (digital und analog), Speichersicherung in elektronischen Geräten (mit Tab-Terminals)

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Typische Entladung bei verschiedenen Temperaturen für eine typische 20 mm x 3,2 mm (BR) Knopfzelle Spannung vs. Entladelast für eine typische 20 mm x 3,2 mm (BR) Knopfzelle
Kapazität vs. Entladelast für eine typische 20 mm x 3,2 mm LiMn02-Knopfzelle Entladungseigenschaften für eine typische 17 mm x 28 mm Li-Spiral-Zylinderzelle
Langzeit-Entladungseigenschaften für eine typische 17 mm x 28 mm Li-Spiral-Zylinderzelle Entladung vs. Temperatur für eine typische zylindrische Li-Spiralzelle mit 17 mm x 28 mm

Kundenspezifische Lithium-Thionylchlorid-Akkus und -Baugruppen

Thionylchlorid-Lithium-Zellen eignen sich am besten für Anwendungen mit sehr geringem Dauerstrom- und moderatem Pulsstrombedarf. Diese Zellen haben die höchste Energiedichte aller Lithium-Typen und werden in geschweißten, hermetisch verschlossenen Gehäusen hergestellt. Die Lebensdauer beträgt unübertroffene über 20 Jahre, was für alle Gehäusetypen gilt – zylindrisch und Münze/Wafer.

Die extrem lange Lebensdauer und die geringe Selbstentladungsrate von Thionylchlorid-Lithium-Zellen machen sie ideal für Anwendungen mit eingeschränktem physischen Zugang, wie beispielsweise für Fernerkundungssysteme. Beispielsweise ziehen in Sicherheitssystemen verwendete drahtlose Passiv-Infrarot-(PIR)-Sensoren typischerweise sehr kleine Ströme (zehn μA) im Ruhemodus und 7,5 mA bis 10 mA während der Übertragung. Unter diesen Betriebsbedingungen bieten Lithium-Thionylchlorid-Batteriezellen eine bis zu 2,5-mal längere Lebensdauer als entweder gleich große Poly-(Kohlenstoff-Monofluorid)- oder Mangandioxid-Lithiumzellen.

Spezifikationen für Lithium-Thionylchlorid-Batterien

  • Zellspannung: 3,6 V (nominal)
  • Kapazität: 25mAh bis 40.000mAh
  • Energie nach Volumen: 1300 Wh/L
  • Energie nach Gewicht: 710 Wattstunden/Kilogramm
  • Entladungseigenschaften: siehe Diagramme unten
  • Haltbarkeit: 9 Jahre für Spirale; 15-20 Jahre für Spule (bis 80% Kapazität)
  • Betriebstemperaturbereich: -40 °C bis 85 °C (-40 °F bis 185 °F), Spezialitäten -55 °C bis 100 °C (67 °F bis 212 °F)
  • Größen: variabel
  • Anwendungen: GPS-Notfallortung/Pannenhilfe , drahtlose  Sicherheitssysteme (PIR), elektronische Mautmarken, Reifenmarken, Tierverfolgung, Vermögensverfolgung , Strafverfolgung/Sicherheit , Notfall , Versorgungsunternehmen und Messung, Tieflochbohrungen, medizinische Geräte , Telekommunikation

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Betriebsspannung im Vergleich zu Temperatur und Entladestrom für eine typische Lithium-Thionylchlorid-AA-Zelle mit Spule Verfügbare Kapazität im Vergleich zu Temperatur und Entladestrom für eine typische Lithium-Thionylchlorid-AA-Zelle mit Spule

Kundenspezifische Lithium-Schwefeldioxid-Akkus und -Baugruppen

Schwefeldioxid-Lithium-Zellen werden fast ausschließlich in Militär-/Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt. Diese Chemie liefert eine etwas geringere Energiedichte als Mangandioxid-Lithium- oder Poly(Kohlenstoffmonofluorid)-Lithiumzellen, und ihre Energiedichte und Lebensdauer beträgt im Allgemeinen weniger als die Hälfte der von Thionylchlorid-Lithium-Zellen. In den hermetisch verschweißten Gehäusen dieser Batterien sind aus Sicherheitsgründen „Not“-Entlüftungsstrukturen erforderlich.

Spezifikationen für Lithium-Schwefeldioxid-Batterien

  • Zellspannung: 3,0 V (nominal), 0,8 V (Abschaltung)
  • Kapazität: N/A
  • Energie nach Volumen: 500 Wh/L
  • Energie nach Gewicht: 290 Wh/kg
  • Entladungseigenschaften: N/A
  • Haltbarkeit: 10+ Jahre (bis 80% Kapazität)
  • Betriebstemperaturbereich: -60° bis 85°C (-76° bis 185°F)
  • Größen: Rundzellen (typischerweise 1/2AA, AA, „C“ und „D“)
  • Anwendungen: Geräte, die eine hohe Konstantstromabgabe, Langzeitspeicherung, hohe Stromimpulse und Betrieb bei niedrigen Temperaturen erfordern ( z. B. Militärausrüstung )

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Andere kundenspezifische primäre Lithiumbatteriesysteme

Neben LiSOCl 2 – und Li-SO 2 -Zellen sind eine Vielzahl weiterer primärer Lithium-Zellentypen erhältlich. Jede Lithiumchemie bietet unterschiedliche technische Eigenschaften für spezifische Anwendungen.

Lithium-Jod-Zellen

Li-I 2 -Zellen bieten hervorragende Leistung, sehr niedrige Selbstentladungsraten, hohe Zuverlässigkeit und sehr hohe Hermetik. Sie werden für begrenzte Anwendungen wie Herzschrittmacher verwendet.

Lithium-Eisensulfid-Zellen

Li-FeS 2 -Zellen haben sehr niedrige Selbstentladungsraten und sehr hohe Pulskapazitäten – bis zu 1,5 Ampere für Zellen der Größe AA. Diese Batterien sind für Nischenmärkte, wie zum Beispiel Kamerablitzsysteme, konzipiert.

Lithium-Kupferoxid-Zellen

Mitte der 90er Jahre wurden Lithium-Kupfer-Oxid- und Lithium-Kupfer-Oxyphosphat-Zellen aus der Produktion genommen. Diese Chemie wird heute nur noch sparsam für hochspezialisierte Anwendungen eingesetzt.

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