如何消除锂亚电池的电压滞后

电压滞后是锂亚硫酰氯电池的一大特性，也是该种电池存在的基础，其原理如下：组成电池的亚硫酰氯电解液是一种强氧化性的化学物质，它同时起了电解液和电池正极活性物质的作用，亚硫酰氯与电池的负极活性物质金属锂接触后，在金属锂表面上立即形成一层致密的钝化膜，这一层钝化膜是一种离子导体，锂离子能在钝化膜中进行迁移，但由于其迁移的速率很小，因此会阻挡电池进行反应，当电池中流过的电流不大于1μA/cm2（金属锂表面积）时，钝化膜中锂离子的迁移速率能够满足要求，当电流较大时，钝化膜中锂离子的迁移速率的限制产生严重影响，钝化膜两端产生很大的电压降，此时具体表现就是电池负载电压低；随着电流的不断流过，钝化膜逐渐破裂，两端的压降逐渐下降，电池的负载电压就逐渐上升直至正常。钝化膜的逐渐破裂过程就是电池电压滞后的消除过程。当电池长期处于微小电流放电或贮存情况下，电池的钝化膜会逐渐加厚，电池的电压滞后也会加重，严重时最低电压会降到2V甚至更低，此时就会影响用户的使用，如果在电路上未采取措施，就会由于瞬间电压太低，使仪器不能正常使用。

以下几种方法可以消除电压滞后的影响：

（1）定时放电法：

在上面已经讲过电压滞后的形成原理，可知电压滞后是由于钝化膜形成而产生的，由于钝化膜是随时间增加而逐渐加厚，电池电压滞后也随着加重，如果使钝化膜保持一定的厚度，就能使电池电压滞后的程度保持在可接受的范围内。因此我们进行了相应的实验确认，电池每隔五天左右进行一次5～10秒钟的大电流（2～3mA/cm2）脉冲放电,能使电池滞后的最低电压控制在3V以上。

 

（2）电容贮能法（一）

以一个足够大容量的电容作为主电路的电源，电池通过一个二极管给电容充电，平时电池给电容充电，阀门动作时，电路由电容供电，阀门的电流由电池直接提供，要求电容的电能应能使电路正常工作数分钟以上，这样就是电池有几分钟的电压滞后，也不会影响电路的正常工作，只是阀门的动作时间加长。

 

（3）电容贮能法（二）

以一个较大电容作为主电路的电源，电池通过一个二极管给电容充电，平时电池给电容充电，阀门动作时，电路由电容供电，阀门的电流由电池直接提供，电路检测电容的电压，当电容电压低于设定值时，停止阀门动作，此时电池开始给电容充电，当电压达到设定值时，再进行阀门动作，如此循环操作直至阀门动作完成为止。

 

（4）电容贮能法（三）

以一个足够大容量和电流的电容作为阀门动作时的电源，电池通过一个二极管对电容进行充电，当阀门动作时，以电池对主电路供电，用电容对阀门供电，电容所贮能量应能使阀门正常工作。