Літієвий гальванічний елемент — Вікіпедія

Літієвий гальванічний елемент — гальванічний елемент, в якому використовується металевий літій або сполуки літію як анод. В залежності від конструкції і хімічних сполук, що використовуються, літієві гальванічні елементи можуть видавати напругу від 1,5 В (як і у випадку з вуглецево-цинковими або лужними елементами) до приблизно 3,7 В, що вище, ніж у будь-яких інших гальванічних елементів. Тому потрібно бути уважним, щоб не допускати випадкових помилкових замін елементів з робочою напругою 1,5 В на літієві, напруга яких значно більша.

На відміну від літій-іонних акумуляторів, у яких використовується з'єднання інтеркальованого літію, в літієвих гальванічних елементах використовується металічний (нуль-валентний) літій. У літій-іонних акумуляторах іони літію перебувають в активних речовинах електродів, а не в металевих пластинах.

Літієві гальванічні елементи бувають циліндричної і дискової форми.

Цей розділ статті ще не написано. Ви можете допомогти проєкту, написавши його. (14 серпня 2024)

Літієві елементи мають високі енергетичні характеристики із розширеним діапазоном експлуатаційних можливостей.

Існує цілий ряд літієвих елементів великої ємності (десятки і сотні ампер-годин) спеціального призначення. До сімейства літієвих гальванічних елементів відносяться багато типів гальванічних елементів з різними типами катодів і електролітів. Постійний пошук матеріалів електродів і складу електроліту для літієвих гальванічних елементів призводить до створення елементів з різною хімічною структурою: літій-тіонілхлоридних (LiSOCl₂), літій-п'ятиокис ванадію (LiV₂O₅), літій-двоокис сірки (LiSO₂), літій-трьохокис молібдену (LiMoO₃), літій-фторид міді (LiCuF₂), літій-хромат срібла (LiAg₂CrO₄), літій-сульфід міді (LiCuS).

Найбільш поширеним типом літієвого елемента, який широко використовуються в побутових приладах, є елемент, в якому як анод використано металевий літій, а діоксид марганцю — як катод, з розчиненою в органічному розчиннику сіллю літію. Тип літієвих елементів на основі літій/оксидів марганцю (Li/MnO₂ і Li/Mn₂O₄) найбільше вивчений і технологічно відпрацьований. Їх ємність нижча, ніж у матеріалів на основі кобальту, але вони дешевші.

Висока реактивність літію, вплив вологості повітря на стан електродів і електроліту визначають підвищену складність при виготовленні батарей, необхідність проведення технологічних операцій у герметичних блоках в атмосфері аргону і сухих приміщеннях. Підвищені вимоги висуваються до герметизації літієвих елементів, — оскільки повинна бути виключена можливість витікання електроліту чи потрапляння всередину повітря і парів води, з метою запобігання виникнення небезпеки пожежі або вибуху батареї. Герметизація літієвих елементів можлива внаслідок використання хімічних систем, що не виділяють гази в процесі розряду.

Дуже суттєвою перевагою літієвих елементів є їх здатність до тривалого зберігання в стані готовності до роботи. А у поєднанні з дуже малими швидкостями реакцій саморозряду існує можливість зберігати літієві батареї в стані готовності до роботи протягом 5-10 років, без необхідності створення спеціальних умов зберігання.

Літієві елементи використовують там, де потрібна висока стабільність робочої напруги протягом багатьох років експлуатації — в годинниках, фотокамерах, калькуляторах, для захисту пам'яті інтегральних схем, у вимірювальних приладах і медичному устаткуванні. У кардіостимуляторах та інших імплантовуваних електричних медичних пристроях використовують спеціалізовані літій-йодид елементи, розраховані на 15 і більше років експлуатації.

Літієві елементи забезпечують питому енергію за масою до 330 Вт·год/кг, що приблизно втричі вище, ніж у ртутних і срібно-цинкових, і в чотири рази вище ніж у лужних елементів.^[1] Питома енергія за об'ємом у літієвих елементів на 50 % вище, ніж у ртутних, і на 100 % вище, ніж у лужних.^[1] Літієві елементи мають менші масові і габаритні показники, великий термін зберігання (досягає 5-10 років і більше).

Літієві елементи мають стабільну напругу в широкому діапазоні розрядних струмів, більш працездатні в ширшому інтервалі температур, ніж лужні елементи.

Літієві гальванічні елементи складають 28 % продажів усіх гальванічних елементів в Японії, але тільки 1 % всіх продажів батарей у Швейцарії. А у Великій Британії і ЄС — лише 0,5 % всіх продажів разом з акумуляторами.^[2][3][4]

Див.: Батарея (електрика)#Інші небезпеки

• Список типів електричних батарей
• Літій-іонний акумулятор
• Літій-повітряна батарея
• Переробка батарей

• Шембель О. М., Білогуров В. А. Основні характеристики сучасних хімічних джерел струму різних електрохімічних систем // Сучасна спеціальна техніка : науково-практичний журнал. — 2009. — № 2 (17). — С. 66—86.

• Літій це нове золото — відео Tokar.ua