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船电故宋电池
Vo1.32No.22012.2
UUV用锂二氧化锰电池
庙元乐
海军驻昆明地区军事代表办事处,云南昆明650031)
摘要:介绍了UUV用锂二氧化锰电池的工作原理,进行了放电性能试验及安全性试验。结果表明,锂二
氧化锰电池具有高比能、长贮存寿命、免维护以及较好的安全性,是新一代UUV电源的理想选择
关键词:锂二氧化锰电池UUV电源高比能高安全性
中图分类号:TM912.9
文献标志码:A
文章编号:1003-4862(2012)02-0050-04
Li-mno Cell for UUV
Lu Yuanle
(Navel Representative Office in Kunming, Kunming 650031, China)
Abstract: This paper introduces the working principle of Li-mno2 Cell for UUL, and it makes discharging
and charging capability test and safety test. Experimental results show that Li-mno2 Cell has high specific
energy, high energy density, high safety, long store life and maintenance- free, and it is ideal choice for new
generation power of UUV.
Key words: Li-mno2 Cell, the power of UUY, high specific energy, high safety
0引言
①MnO2比较廉价,可以大量推广应用
②比能高、电压高(3V),放电电压平稳,
锂二氧化锰是上世纪70年代开发的一种电工作温度范围广,可在-40℃~60℃范围内工作;
池体系,是第一种商品化的锂一次电池,广泛应
③无公害,安全性好;
用于电表、水表、燃气表、石油管线监测、各种
④品种多,可制成扣式、圆柱形和矩形,容
高档仪器仪表以及照相机等电子产品,日本汤浅量从几十毫安时到上千安时,可满足多种需要;
还开发了100~1000Ah的大容量锂二氧化锰电池
⑤②自放电率低,贮存寿命长,可达到5年以
用于各种偏远地区的备用电源?。上世纪90年代上
美国最先进行软包装锂二氧化锰电池技术开发,
大容量锂二氧化锰电池适用于要求电池尺寸
2002年美国 Uralite公司将软包装锂二氧化锰小、使用时间长的场合,也因此成为军事方面的
电池商品化,并用于陆军单兵作战电源,该电池理想电源?
的能量密度较钢壳锂二氧化锰电池提高了40%
以上,2007年美军列出的军用电池关键技术中,
锂二氧化锰电池工作原理
将软包装锂二氧化锰电池作为下一代美军装备用
Li/MnO2电池采用锂为负极,含有锂盐的碳
电池,并投入近千万美元在 Ultralife进行研制和酸丙烯酯和1,2-二甲氧基乙烷混合有机溶剂作
生产。
为电解质,用经过专门热处理的MnO2作为高活
锂二氧化锰电池采用的材料的特性决定了它性的正极活性物质。
具有以下特点
电池的反应如下:
负极
xli +xe
正极:MnO2+xLit+xe→ Lixin O2
收稿日期:2011-011-14
总反应:xLi+MnO2→ Lixin O2
作者简介:陆元乐(1966-),男,高级工程师,专业
方向:化学电源
作为嵌入化合物,锂的嵌入使二氧化锰从四
50
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船故木电池
价还原成三价,同时当Li进入MnO2晶格时便形
成 Lixmn o2。电池总反应的理论电压约是3.5
,一个新电池的典型开路电压值为3.3v
2试验
采用某所硏制的软包装锂二氧化锰电池进行
试验。
2.1放电性能试验
2.1.1单体电池放电性能试验
IC x +4 to 16 22 &4 s 28 30
在20℃室温下,采用软包装锂二氧化锰电池
进行试验,单体重量:195生3g,尺寸:11×78×151
图1锂二氧化锰电池30小时率放电曲线
mm,不同时率放电数据如表1所示。
从表中可以看出,随着放电小时率的提高,
发挥出的容量增大,质量比能和体积比能随之提
高。电池的质量比能达到了395Wh/kg,体积比
能量达到了617WhL,比能量在目前UUV动力
电源中处于领先水平。30小时率和60小时率的
放电曲线分别如图1、图2所示
2.1.2电池模块放电性能试验
为了得到更高的电压和功率,将9个300Ah
5なてなるるなる
电池串联,以30h率放电,截止电压21.6V时
实际放电31.5h,单体电池的中值电压均大于2.7
图2锂二氧化锰电池60小时率放电曲线
V。放电曲线如图3所示。
表1电池不同时率放电性能表
编号放电倍率/(小时率放电容量/Ah中值电压/V质量比能/Wh/kg体积比能/Wh/L
75
602
52
2,78
387
611
60
28.8
395
617
在室温下贮存24h。试品无质量损失、不泄漏、
不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火。
2.2.,2振动试验
采用60Ah软包装锂二氧化锰电池,电池按
照所给定的正弦波振动。经振动后,试品无质量
损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂、不爆
炸、不着火
2.2.3冲击试验
图3300Ah电池模块放电曲线
采用60Ah软包装锂二氧化锰电池,电池每
2.2安全性试验
个轴向(含正向和负向)各经受3次冲击,共计
2.2.1热冲击试验
8次。冲击参数:波形为半正弦,峰值加速度为
采用60Ah软包装锂二氧化锰电池,电池在
50g,脉冲持续时间为11ms。经冲击后,试品无
质量损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂
75℃下12h、-40℃下12h,交替循环4次后
不爆炸、不着火