Najpopularniejsze rozmiary:



BATERIE LITOWE MANGANOWE (Li/MnO2) 3.0V

LiMnO2 cells

Czym jest bateria Li/MnO2 ?

Jest to ogniwo, w którym dwutlenek manganu (MnO2) w postaci proszku jest używany jako materiał reakcyjny, a anoda jest wykonana z litu. Wytwarza energią elektryczną w reakcji utleniania litu.

Reakcje chemiczne

Anoda:

Li à Li+ + e-­­

Katoda:

MnIVO2 + Li+ + e- à MnIIIO2(Li+)

Opis reakcji

Reakcja zachodząca w ogniwie powoduje utlenianie litu na anodzie i wytworzenie dodatnich jonów litu (Li+) oraz elektronów (e-). Jony Li+ rozpuszczają się i dyfuzują przez elektrolit i separator do katody. Elektrony podróżują przez obwód zewnętrzny do katody, gdzie dwutlenek manganu (MnO2), jony (Li+) i elektrony łączą się. Dwutlenek manganu jest redukowany z czterowartościowej formy, do formy trójwartościowej. Produkty reakcji chemicznej rozładowania ogniwa pozostają na katodzie. Podczas reakcji niewytwarzane są żadne gazy, dzięki czemu unika się sytuacji zwiększenia ciśnienia wewnątrz ogniwa.


LiMnO2 reaction 

 

Wzór reakcji:

Li + MnIVO2 à MnIIIO2(Li+)
 

Najważniejsze cechy baterii Li/MnO2

 

Obecnie urządzenia potrzebują coraz wydajniejszych, bardziej niezawodnych i bezpieczniejszych źródeł energii. Dlatego ogniwa litowe o konstrukcji spiralnej są tak popularne i poszukiwane. Niestety elektrolit użyty w takich ogniwach jest przeważnie bardzo łatwopalny (zwykle jest to mieszanka rozpuszczalników węglanu propylenu i dimetaksyetanu z nadchloranem litu). Dla bezpieczenstwa użytkowników pożądany jest bezpieczniejszy elektrolit. Znane są przypadki gwałtownego pożaru ogniw litowych, w wyniku rozszczelnienia, wywołanego spięciem elektrycznym. Obecnie przeciwdziała się temu przez stosowanie półprzenikliwego separatora, który robi się nieprzepuszczalny w określonej temperaturze, odcinając w ten sposób reakcję ogniwa. Rozwiązanie to stosowane jest powszechnie w ogniwach Li/MnO2. Ogniwa te mogą być bezpiecznie stosowane wszędzie tam gdzie użycie ogniw Li/SO2 wydaje sie ryzykowne. Wszędzie, gdzie w gre wchodzi podwyższona temperatura pracy lub składowania w zamknietych pomieszczeniach, ze wzgledów bezpieczenstwa, zalecane jest wykorzystanie ogniw Li/MnO2 zamiast Li/SO2. Ogniwa Li/SO sprawdzają się natomiast lepiej tam gdzie wysoka wydajność potrzebna jest przy niskich temperaturach pracy.
Popularność baterii Li/MnO2 wiąże sie również z ich niskim kosztem produkcji.
Baterie Li/MnO2 występują w dwóch wykonaniach:
§ Baterie cylindryczne o konstrukcji spiralnej dla zastosowań wymagających wysokich prądów ciągłych lub impulsowych
§ Baterie guzikowe wykorzystywane w małych urządzeniach elektronicznych oraz do podtrzymywania pamięci.

Katoda: Materiał katody użyty w bateriach Li/MnO2 jest mieszanką termicznie obrabianego, elektrolitycznego dwutlenku manganu i przewodzących czynników, zmieszanych razem dla lepszej konduktywności. W rezultacie otrzymujemy wyższe napięcie początkowe i operacyjne niż osiągniete w przypadku zastosowania wysoce rezystywnej aktywnej katody polikarbonomonofluorowej. Stabilność termodynamiczna specjalnie obrabianego MnO2 katody zapewnia wysoką niezawodność i wydajność nawet przy wydłużonym okresie składowania.

   LiMnO2 cells

LiMnO2 cell

Napięcie: znamionowo dla obwodu otwartego napiecie tych baterii wynosi 3.2V, dla porównania w zwykłych bateriach cynkowych lub alkalicznych mamy 1.5V. Typowe, średnie napięcie pracy znajduje się w przedziale między 2.5 a 3.0V

Charakterystyka rozładowania: Płaski (stałe napięcie) wykres rozładowania

Gęstość energetyczna: Uzależniona od konfiguracji ogniwa, do 230 Wh/kg i 550 Wh/dm3.
Wpływ prądu rozładowania i temperatury: zdolność do działania przy niskich i wysokich, ciągłych lub impulsowych prądach. Bardzo dobra wytrzymałość temperaturowa. Typowy przedział temperatury pracy dla ogniw LiMnO2 wynosi od -40°C do 60°, z możliwością pracy w szerszym zakresie.

Składowanie: Zachowanie pojemności wynosi ponad 95% po pięciu latach składowania w temp. pokojowej.

Właściwości i zastosowania

§ Napięcie pracy > 2.5V
§ Możliwość pracy w temp. od -40°C do +70°C
§ Najwyższa pojemność impulsowa i atrakcyjna pojemność dla wysokich prądów
§ Wysoka gęstość energetyczna do 270WH/kg (550WH/dm3)
§ Niekorozyjny elektrolit
§ Ogniwa są bezciśnieniowe w temperaturze pokojowej
§ Stalowy pojemnik, hermetycznie zamknięty. Bezpieczne w transporcie i ogólnym użytkowaniu. Brak problemu wycieku elektrolitu.
§ Brak opóźnienia napięcia
§ Długa żywotność przy zachowaniu odpowiednich warunków magazynowania.

§ Podtrzymanie pamięci
§ Zegary RTC,
§ PDA, kalkulatory, laptopy
§ Kluczyki samochodowe, piloty zdalnego sterowania,
§ Mierniki użytkowe - AMR
§ Ochrona - alarmy
§ Elektronika przenośna
§ Radio-komunikacja
§ Boje lokacyjne
§ Oświetlenie taktyczne
§ Meteorologia
§ Elektronika profesjonalna