Tra le batterie primarie al litio esiste un naturale compromesso tra due tipi di celle: quelle progettate per funzionare a lungo termine con un basso tasso di utilizzo e una bassa autoscarica; e quelle che offrono un funzionamento a breve termine con un tasso di utilizzo più elevato ma una maggiore autoscarica.
Le celle a spirale avvolte presentano un'ampia superficie comune tra anodo e catodo, che consente loro di gestire correnti elevate. Le celle a bobina presentano una minore superficie comune tra anodo e catodo, il che ne limita la velocità di scarica, ma anche quella di autoscarica. Alcune batterie al litio, tra cui quelle al litio cloruro di tionile (LiSOCl2) con struttura a spirale, anidride solforosa al litio e biossido di manganese al litio, possono fornire energia ad alta velocità per periodi relativamente brevi. Le celle LiSOCl2 a spirale presentano elettrodi con ampie superfici che supportano velocità di uscita più elevate. Tuttavia, lo svantaggio della struttura a spirale è un tasso di autoscarica significativamente più elevato. Al contrario, le celle LiSOCl2 a bobina presentano una superficie elettrodica molto inferiore, supportando una velocità di uscita inferiore e un tasso di autoscarica inferiore.
Una semplice analogia tra questi due tipi di batterie sarebbe quella di un bicchiere d'acqua da 237 ml (capacità). Col tempo, l'ampia apertura del bicchiere permette all'acqua di evaporare più velocemente (maggiore autoscarica). Ma l'apertura più ampia permette all'acqua di fuoriuscire più rapidamente (maggiore velocità di uscita). L'apertura più ampia fornisce energia immediatamente nelle applicazioni che richiedono grandi quantità di energia. Tuttavia, se si desidera conservare quell'acqua per un periodo di tempo prolungato, l'apertura più ampia diventa problematica, consentendole di evaporare più rapidamente.
Una batteria LiSOCl2 a bobina è caratterizzata da un catodo cilindrico circondato da materiale anodico. Questo tipo di batteria è facile da produrre, ha un basso tasso di autoscarica e non necessita di fusibile di sicurezza.
Alcune celle LiSOCl2 a bobina sono state progettate per fornire una velocità di scarica moderata per una vita operativa relativamente lunga, con un basso tasso di autoscarica annuale, che varia dall'1 al 2% all'anno. In condizioni di stoccaggio, queste batterie consumerebbero circa il 10-20% della loro capacità iniziale in dieci anni. Queste prestazioni sono analoghe a quelle di una lattina di soda con un'apertura moderata: l'apertura più piccola consente alla soda di evaporare più lentamente rispetto a un bicchiere grande, con il vantaggio che il liquido non può fuoriuscire altrettanto velocemente.
Data di pubblicazione: 27 ottobre 2023
