高温电池

王朝百科·作者佚名  2011-10-16
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1. 概述

高温电池,一般可分为100℃,125℃,150℃,175℃,和200℃及其以上环境下使用五个级别。

目前大量使用的一次高温电池所采用的电化学体系为锂/亚硫酰氯和锂/硫酰氯(氯)两种。这是因为在目前所有电化学体系中,这两种体系的比能量为最高,使用温度范围为最广,贮存时间为最长,工作电压为最高。

低于等于100℃使用的电池,不需要特殊设计,一般市面上的电池经适当改进即可使用。

低于等于125℃使用的电池,只要在常规电池生产工艺基础上作适当调整和控制,就可生产出合格产品。

150℃和175℃使用的电池,则需要特殊设计。

180℃和200℃以上使用的电池,因为锂的熔点为180.5℃已不适于作负极,此种电池须采用锂合金为负极。由于国内的需求并不强烈,加之这种合金生产需安全保护措施投入较高,故尚未开展此项工作。

2.高温电池原理

从我们接触的国外样品来看,大部分电池属于150℃级。

石油井下用电池,关键在于如何满足井下高温环境的要求,确保电池安全可靠的工作。

为了满足高温的要求,应考虑以下几个因素:

⑴电池内容物的热力学特性

⑵电池壳体的力学性能

⑶适应于高温环境的安全设计(抗短路、抗反极、抗充电、抗冲击、抗振动等)

⑷适应于高温环境下的电性能设计(正负极活性物质比,电极厚度的选择,添加剂的选择等)

根据以上四方面的考虑,建立了一个数学模型。从理论上解决了高温电池的设计问题,在给定技术要求的前提下,可以很快用数学计算方法给出初级设计参数,通过一、二次的电池实效实验,可以确定最后的电池设计参数,再经过批实验,进行小的改动,即可达到生产定型的要求。

3.一次高温锂电池在石油工业中的应用

近年来,石油勘探开采快速发展,电子技术大量运用于石油仪器设备中,对与之配套的特种电池技术要求越来越高,需求越来越大。由于高温锂电池原来仅有美国、加拿大等少数国家可以生产,我国主要依靠进口。进口电池价格昂贵,供货周期长,占压资金多,已不适应石油工业的快速发展。我公司生产的高温锂电池经过较多单位的实际批量使用证实,各项技术指标已基本达到国外产品的水平,完全可以替代进口产品。

 
 
 
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