Li／SOCl2電池有許多優(yōu)良性能：

(1)在所有電池中電壓 最高，單體電池開路電壓達3．6～3．7V ；

(2)電壓平穩(wěn) 、負荷電壓精度高，當放電電流速度為1mA／cm 時電壓為 3．3V，在 90以上電池的能量范圍內(nèi)電壓保持不變 ；

(3)在一次電池中比能量高，SOCl2即是溶劑又是正極活性物質(zhì) ，理論能量高達1875Wh／kg和 2013Wh／kg．實際比能量300Wh／kg，中倍率放電為400Wh／kg，低倍率放電600Wh／kg。

(4)使用溫度范圍寬，從 -55℃～+85℃，高溫和低溫性能均優(yōu)良

(5)電池貯存壽命長．自放電率小于1% 。由于鋰在電解質(zhì)表面生成 LiCl保護膜．使鋰在電解液中非常穩(wěn)定，加上電池密封結(jié)構(gòu) ．電池擱置壽命長達 10年。

雖然 Li／SOCl2電池 比其 它幾種鋰電池商品化要晚 ，但它堪稱后起之秀 ．已成為當今世界上生產(chǎn)的 主要鋰電池系列 ?，F(xiàn)今 Li／SOCl2電池的型號及種 類很多：扣式 、圓柱和矩形電池各有十幾種 ．容量從 幾mA ·h到幾 十萬 mA ·h，主要用于心臟起搏器 、CMOS支撐電源．同時在軍事領(lǐng)域也有大量應(yīng)用，主要用于炮彈 、導 彈 、引信和水需 。目前廣泛應(yīng)用的是低中倍率電池 。

但是，目前 Li／SOCl2電池存在貯存后失效的問題 ，這就影響了電池的可靠性 。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力 ， 是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標之一 。對Li／SoCl2電池而言，引入可靠性概念的意義是為了使該產(chǎn)品在貯存、使用期間有很高的質(zhì)量保證 。所以．近年來電池生產(chǎn)的可靠性管理受到越來越多的重視。影響 Li／SOCl2電池可靠性的因素很多 ，如初始電量不足使電池提早失效、密封性能不良造成電解液泄漏、電池自放電 、電壓滯后等 。

1 密封性能的研 究

通常認為，密封是保證電池貯存壽命的基本條件，在良好的密封條件下既可阻止電解液的泄漏 ，又可阻止外部水蒸氣和氧的滲入 。由于SOCl2是具有很強腐蝕性的液體，因而Li／SOCl2電池的外殼采用的是 具有良好耐蝕性的不銹鋼材料，極柱也用不銹鋼材料包裹后好 ，電池采用氣密性密封結(jié)構(gòu) 。即使如此，電解液也常有外泄，引起常溫貯存的Li／SOCl2電池的失效 ，并在電池外部產(chǎn)生明顯的腐蝕性 。

采用電池加熱的加速方法對小型Li／ SOCl2電池的密封性進行加速實驗 。用掃描電鏡觀測其密封性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不銹鋼焊縫保持良好，其薄弱之處在于陶瓷一不銹鋼的連接處及密封陶瓷性能不均勻。溫度 、應(yīng)力和腐蝕性的共同作用，使陶瓷密封絕緣子破裂，密封性能喪失，電解液泄漏 。

改進的關(guān)鍵在于研制合適的密封材料，改進密封材料與不銹鋼的連接工藝 。

2 初始容量研 究

通過對于三種結(jié)構(gòu)和制造工藝略有不同的小型 Li／SOCl2電池進行高溫失效研究觀察，并與其常溫的結(jié)果加 以對比。參照 ISo 2859分析了放電實驗結(jié)果，并對電池的有效期進行討論，指出初始電量不足是電池早期失效的主要原因之一，因為對于密封良好的電池而言電池容量的減小主要是電池內(nèi)部自放電反應(yīng) 消耗了活性物質(zhì)，因此小型Li／ SoCl2電池可靠性與其內(nèi)部容量有密切關(guān)系 。

3 電壓滯后研究

3．1加入添加劑

3．1．1加入PVC(聚氯乙烯 )，VC—VOC(聚乙烯一亞乙烯基氯的共聚物 )

在 1．5mol／L LiAlCl4一SOCl2 中，中性電解質(zhì)(含有與不含有PVC添加劑 )在室溫和71。C貯存時，觀察到雙層膜的存在：一層為致密的、堅實的膜緊貼著鋰，另一層為與電解質(zhì)溶液松弛連接的晶體。該兩層膜的厚度與有無添加劑有關(guān)，即含有 PVC的 樣 品長出最薄的膜，而無PVC的樣品長出很厚的膜，而且實驗證明，加PVC不會加速鋰陽極的腐蝕或容量的損失；說明PVC，VC—VOC的存在降低了電壓滯后和阻抗增長 ，因為PVC，VC—VOC或氯化PVC能夠產(chǎn)生附著到鋰上堅固的凝聚性膜，這種膜能改變LiC1的結(jié) 構(gòu)和降低LiC1結(jié)晶的生長速度[9]。但在該體系中，PVC比較難融解，這給生產(chǎn)帶來一些不便，所以先將 PVC溶于過量THF(四氫呋喃 )中，再升溫除去殘余的THF，再加到體系中，因為在以LiA1Cl4為電解質(zhì)、鹽 為LiSOCl2體系中，Li 與THF是不溶的 。

3．1．2加入丁子香硼酸鋰化合物

一種金屬陽離子和一種丁子香硼酸陰離子組成的化合物，作為添加劑，加到含LiAICI4的LiSOCl2電池中有助于減弱金屬鋰陽極的鈍化，從而有助于減小高溫貯存電池起動時產(chǎn)生的電壓滯后現(xiàn)象。具體選用的電解質(zhì)添加劑有Li₂B₁₀Cl_10、Li₂B₁₀Br_10、Li₂B₁₂Cl_12、Li₂B₁₂Br_12、Li₂B₁₂I₁₂等 。

3．1．3 加人類似丁子香硼酸鹽陰離子結(jié)構(gòu)鹽2O世紀7O年代，以色列Binrth提出添加類似丁子香硼酸鹽陰離子結(jié)構(gòu)的鹽，如SbCl5或LiSbCl6對初始的極化作用都有有益的影響 。

3．2 加入替代LiAlCl4的電解質(zhì)鹽

3．2．1加入鹵硼酸鹽美國CarlR利用多面體的氫化硼陰離子B₁₀H_10-^2-和B₁₂H₁₂^2-的鹵化作用制備了一 系列鹵硼酸鹽化合物，以此替代LiAlCl4用于Li／SOCl 2電池中，這些化合物在含水的介質(zhì)中具有抗氧化還原和水解作用，而 B₁₀H_10-^2-陰離子的動力學穩(wěn)定性可以成功地減輕滯后現(xiàn)象。但鹵硼酸鹽比LiAlCl4有較低的電導率，Li₂B₁₀Cl₁₀冷卻到一35°C電導率急劇地下降。因此，使用這類鹽的Li／SOCl2電池冷卻到 -6O°C，沒有發(fā)現(xiàn)滯后或異常現(xiàn)象，但 Li／SOCl2的高放電性卻受到限制 。

3．2．2 用LiGaCl4代替LiAlCl4用作Li／SOCl2的電解鹽 

3．3 在鋰負極表面涂覆氰丙烯酸鹽薄膜

Heischer用SEM和ESCA研究了在鋰負極表面涂覆氰丙烯酸鹽薄膜防止鋰與電解質(zhì)直接接觸， 減少或阻止鋰極鈍化膜的產(chǎn)生，ESCA 研究表明：經(jīng)氰基丙烯酸酯處理的表面鋰，在SOCl2電解質(zhì)中貯存后，其 表面沒有留下大量未變化的聚合物。SEM研究觀察到因溶解的氰基丙烯酸酯(大概是以單體形式)引起LiC1膜結(jié)構(gòu)和生長動力學的變化。但又有人發(fā)現(xiàn)氰基丙烯酸酯添加劑使貯存后的電池容量受到損失 。

3．4用金屬鋰作清除劑，提高電解質(zhì)溶液純度

電解質(zhì)中主要有如下雜質(zhì)：HO、Fe、Cu、HC1等，這些雜質(zhì)都可以提高膜的增長速度。電解質(zhì)溶液用鋰鈍化除去雜質(zhì)可抑制膜增長 。

3．5 在電解液加入SO2氣體

在電解液加入SO2氣體后形成四氯磺酸根絡(luò)合離子來降低滯后現(xiàn)象，這個初步信息需要進一步研究。

4 Li／SoCl2：電池發(fā)展前景及未來展望

Li／SOCl2電池的貯存和使用失效是一個多因素作用的復(fù)雜過程。隨著密封材料的不斷更新、不銹鋼與密封材料連接處工藝水平的不斷改進、電解液配方的逐步完善、生產(chǎn)成本不斷降低，可以相信 Li／ SOCl2電池的可靠性和安全性將會得到進一步提高，Li／SOCl2電池將會得到更加廣泛的應(yīng)用 。