Пасивація – гарантія тривалого терміну зберігання літієвих батарейок

Усі літієві батарейки схильні до впливу такого явища як пасивація. Пасивація – явище яке впливає та термін зберігання літієвих батарейок, але для багатьох користувачів може бути невідомим. Тому ми розповімо про нього і пояснимо як саме працює ефект пасивації в літієвих батарейках.

Пасивація – це дуже тонкий шар плівки хлориду літію (LiCl). Він утворюється на поверхні літієвого анода в результаті хімічної реакції між електролітом батарейки і літієвим анодом та слугує для захисту літієвої батарейки від самостійного розряду. Ця плівка, по суті, є шаром високого опору між електродами та відповідає за тривалий термін зберігання (>7-10 років) літієвих елементів живлення.

Пасивація зменшує швидкість саморозряду батарейки, сповільнюючи реакцію між літієвим анодом і електролітом. Він діє подібно до фарби, що захищає метал від корозії; захищаючи батарейки від саморозряду та забезпечуючи їх тривалий термін зберігання. Також шар пасивації має властивість відновлюватися після зняття навантаження на батарейку.

Однак під час тривалого зберігання на літієвих батарейках може з'явитися більш відчутний шар пасивації, що може сприяти дещо вищому початковому внутрішньому опору. Тому, пасивація може спричинити затримку напруги, після того як батарейку вперше вводять в експлуатацію, як показано на наступному малюнку:

Після навантаження на батарейку, високий опір шару пасивації призводить до помітного зниження напруги в батарейці. Реакція розряду повільно видаляє пасиваційний шар, тим самим знижуючи внутрішній опір батарейки. Це, в свою чергу, призводить до того, що напруга батарейки досягає свого номінального робочого значення, яке залишається стабільним, якщо інші умови розряду не змінюються.

Якщо навантаження на батарейку збільшується після стабілізації, напруга може знову знизитися, допоки шар пасивації не буде достатньо зруйнований. Як тільки навантаження зникає, або знижується, пасиваційний шар може відновлюватися, що може бути причиною затримки напруги при подальшому навантаженні. Та зазвичай після того, як на батарейку здійснили навантаження, пасиваційний шар стає тоншим, а внутрішній опір зазвичай повертається до норми.

Кілька різних чинників можуть посилити пасивацію, тим самим вплинути на тривалість і ступінь затримки напруги. Ось деякі з них:

- Номінальна ємність батарейки – високе навантаження на батарейку може призвести до збільшення затримки напруги. І навпаки, за дуже малих навантажень затримка напруги може бути непомітною.

- Хімічний склад – на пасивацію можуть впливати різні варіації хімічного складу.

- Тривалість зберігання – як правило, чим довше батарейка зберігається, тим більший шар пасивації утворюється на поверхні анода, тим самим збільшуючи тривалість виходу на номінальний режим.

- Температура зберігання – висока температура зберігання збільшує інтенсивність пасивації. Фактично, зберігання батарейки при високій температурі, протягом коротких періодів часу, дасть такий самий результат, як і зберігання батарейки протягом тривалого періоду.

- Температура розряду – ефект пасивації більш помітний за нижчих температур розряду.

- Застосування неодноразового навантаження – часткове розрядження батарейки з подальшим відключенням навантаження збільшує ступінь пасивації порівняно з тим, коли батарейка абсолютно нова. Після кожного використання затримка напруги може збільшуватися.

У більшості випадків затримка напруги, яка зумовлена дією пасивації, не впливає на ефективне використання літієвих батарейок. Однак ми радимо враховувати на ефект пасивації при виборі та зберіганні літієвих батарейок.