Vorteile und Besonderheiten von Lithium-Thionylchlorid-Batterien

Lithium-Thionylchlorid-Batterien (Li/SOCl₂) gehören zur Familie der Lithium-Primärzellen. Im Gegensatz zu Lithium-Ionen oder Lithium-Polymer-Batterien können diese Zellen nach einmaliger Entladung nicht wieder aufgeladen werden – wer es dennoch versucht, riskiert heftige Reaktionen der Zelle! Dieser Aspekt fällt aufgrund der hohen Lebensdauer der Zellen in der Praxis jedoch kaum ins Gewicht. Bei geringem Strombedarf versorgen Lithium-Thionylchlorid-Batterien Anwendungen über mehrere Monate oder sogar Jahre hinweg mit Strom, ehe sie ausgewechselt werden müssen.

Li/SOCl₂-Batterien sind seit vielen Jahren schon ein fester Bestandteil des Batterie-Portfolios von Jauch. Dazu gehören seit diesem Jahr auch Batterien der Eigenmarke „Jauch“. Im Folgenden werden die wichtigsten Eigenschaften dieser Zellchemie kurz vorgestellt.

Hohe Spannung – hohe Energiedichte

Lithium-Primärzellen – zu denen auch Lithium-Eisensulfid- oder Lithium-Mangandioxid- Batterien zählen – verfügen in der Regel über eine Zellspannung von 1,5 Volt bzw. 3 Volt. Die Zellspannung einer Lithium-Thionylchlorid-Batterie liegt jedoch noch einmal deutlich über diesen Werten: mit einer Spannung von 3,6 Volt bewegt sich die Batterie auf dem Niveau von Lithium-Ionen-Batterien. Dieses Spannungslevel wird von der Batterie über nahezu die gesamte Entladedauer konstant gehalten – ein absolutes Alleinstellungsmerkmal der Lithium-Thionylchlorid-Zellchemie.

In puncto Energiedichte sind Li/SOCl₂-Batterien allen anderen Primärzellen ebenfalls überlegen. Hier sind bis zu 710 Wattstunden/Kilogramm möglich.

Geringe Ströme – weiter Temperaturbereich

Zum Einsatz kommen Lithium-Thionylchlorid-Batterien überall dort, wo über einen langen Zeitraum hinweg niedrige Ströme benötigt werden. Anwendungen wie beispielsweise Schließzylinder, Zeitschaltuhren, Mautsysteme oder Heizkostenzähler sind typische Einsatzgebiete. Die hohe Energiedichte der Thionylchlorid-Zellen sorgt dafür, dass diese Anwendungen über mehrere Monate oder sogar Jahre hinweg betrieben werden können, ohne dass ein Austauschen der Batterie nötig ist.

Lithium-Thionylchlorid-Batterien sind zur Nutzung in einem Temperaturbereich zwischen -60 und +85 Grad Celsius ausgelegt. Bemerkenswert ist dabei insbesondere die Performance der Zellen bei niedrigen Temperaturen. Selbst bei zweistelligen Minusgraden liefern die Zellen eine konstant hohe Spannung.

Die Passivierung einer Lithium- Thionylchlorid-Batterie

Lithium-Thionylchlorid-Batterien sind nicht nur im Gebrauch sehr langlebig, sondern verfügen auch über eine sehr gute Lagerfähigkeit. Die Selbstentladerate von lediglich 1% pro Jahr spricht für sich.

Die Langlebigkeit von Lithium-Thionylchlorid-Batterien ist in der Chemie der Zelle begründet. Anders als bei anderen Lithium-Primärzellen kommt es innerhalb der Lithium-Thionylchlorid-Zelle zu einer chemischen Reaktion der Lithium-Anode mit dem Elektrolyt. In der Folge bildet sich über der Lithium-Anode ein Schutzfilm, der den Ionenfluss zwischen Anode und Kathode behindert. Man spricht hier von einer sogenannten „Passivierung“ der Batteriezelle. 

Dieses Phänomen hat Vor- und Nachteile. Einerseits ist die Passivierung verantwortlich für die geringe Selbstentladerate der Batterie. Andererseits sorgt der Schutzfilm auf der Lithium-Anode zu Beginn der Batterienutzung für einen kurzen Spannungseinbruch und behindert so den Stromfluss. Mit anhaltender Betriebsdauer wird der Schutzfilm nach und nach abgetragen. Er bildet sich jedoch erneut aus, sobald kein Strom aus der Batterie angefordert wird. Aus diesem Grund eignen sich Lithium-Thionylchlorid-Batterien insbesondere für Anwendungen mit einem geringen Stromverbrauch. Der Strombedarf der Anwendung kann dabei konstant oder auch pulsförmig sein.  

Die Bobbin-Type Zellbauweise

Lithium-Thionylchlorid-Batterien sind in zahlreichen unterschiedlichen Größen und Bauformen erhältlich. Die Kerneigenschaften – hohe Spannung, hohe Energiedichte und eine lange Lebensdauer – sind jedoch über alle Varianten hinweg dieselben.

Als die am häufigsten verwendete Zellbauweise hat sich die „Bobbin-type“-Konstruktion etabliert. Diese Bauweise, die auch bei den Zellen der Jauch-Thionylchlorid-Batterien zum Einsatz kommt, zeichnet sich durch eine hohe zelleigene Sicherheit und eine lange Lebensdauer aus. Diese Batterien liefern Ströme von bis zu zwei Ampère. 

Das Batterie-Portfolio von Jauch beinhaltet Li/SOCl₂-Batterien in unterschiedlichen Varianten. Eine Übersicht über das gesamte Jauch-Portfolio an Lithium-Thionylchlorid-Batterien finden Sie hier.

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