Information

9
bei 150 °C Dauertemperatur. An einer Last von 560 kΩ
entsprechend einem mittleren Strom von 6 μA haben
diese Batterien mehr als 5 Jahre lang funktioniert und
dabei 65 % ihrer Nennkapazität erreicht.
2.8 Umgebungsbedingungen
Aufgrund ihrer zuverlässigen Konstruktion ist die Tadiran
Lithium Batterie unter extremen Umgebungsbedin-
gungen einsetzbar.
Höhe und Druck
Verschlußmethode und allgemeine Eigenschaften der
Batterie erlauben Lagerung und Betrieb in jeder Höhen-
lage von der Erdoberfläche bis zum Weltraum ohne
Einbußen. In der anderen Richtung kann der Druck
auf 20fachen Atmosphärendruck oder darüber erhöht
werden. Statische Kräfte von bis zu 200 N auf den
Pluspol sind zulässig.
Vibration und Beschleunigung
Die Batterien können den normalen Schwingungen
bei Transport und Betrieb ausgesetzt werden. Folglich
können sie in jeder Art von Transportmittel verwendet
werden. Einige Typen werden sogar als Energiequelle
für elektronische Geräte zur Reifendruckkontrolle in
Rädern von Rennwagen der Formel 1 eingesetzt.
Magnetische Eigenschaften
Becher und Deckel sind aus sorgfältig vernickeltem,
kaltgewalztem Stahl und haben die übliche magnetische
Suszeptibilität dieses Materials.
Feuchte
Da die Zellspannung von Lithiumbatterien über der
Spannung liegt, bei der die Elektrolyse von Wassermole-
külen stattfindet, müssen sie vor flüssigem Wasser und
Kondensation geschützt werden. Ein Feuchtigkeitsfilm
zwischen den Batteriepolen kann nicht nur Korrosion
sondern auch äußere Entladung hervorrufen. Die Tadiran
Lithium Batterie wird jedoch nicht von feuchter Wärme
oder Luftfeuchte ohne Kondensation beeinträchtigt.
2.9 Innenwiderstand
Der Innenwiderstand einer Batterie wird aus dem Span-
nungsverlauf bei Pulsbelastung berechnet. Wenn der
Innenwiderstand von der Amplitude, Dauer und Häufig-
keit der Pulse unabhängig wäre, könnte man daraus den
Spannungsverlauf der Batterie bei beliebigen Pulslasten
voraussagen. Leider stellt es sich aber heraus, daß der
Innenwiderstand von Lithiumbatterien von zahlreichen
Faktoren abhängt, darunter der Lagerdauer, Temper-
atur, Geschichte, Höhe des Grundstromes, Höhe der
Pulslast, Entladezustand und einigen anderen. Dadurch
wird es schwierig, das Verhalten der Batterie aus einem
oder sogar mehreren Werten für den Innenwiderstand
vorauszuberechnen.
Es ist aber trotzdem wichtig, ein allgemeines Ver-
ständnis für den Verlauf des Innenwiderstandes mit der
Betriebsdauer zu entwickeln, um so die Nutzungsdauer
der Batterie optimieren zu können. Abbildung 2-13
zeigt die Entladekurve (1) einer Tadiran Lithium Bat-
terie bei einer Grundstromdichte von 10 μA/cm
2
und 6
Pulsen je Stunde mit einer Stromdichte von 10 mA/cm
2
.
Die Betriebsdauer beträgt etwa neun Monate. Während
97 % der Entladedauer bleibt die Spannung U
g
an der
Grundlast über 3,6 Volt. Der Innenwiderstand, dargestellt
durch Kurve (3), wurde aus der Spannungsdifferenz bei
Pulslast berechnet und zwar mit der Gleichung
R
i
=
ΔU
=
U
g
– U
p
___ _______
ΔI I
p
– I
g
mit g = Grundstrom
p = Pulslast
Kurve (2) zeigt die Spannung U
p
während der Pulse.
Bei Beginn der Entladung fällt der Innenwiderstand von
seinem Anfangswert – entsprechend der Passivierung
der Anode – auf einen stationären Plateauwert.
Erst wenn die Batterie zu 70 % entladen ist, steigt der
Innenwiderstand wieder an, wodurch sich das Ende
der Lebensdauer der Batterie ankündigt. Wenn die
Anwendung Pulsströme erfordert, kann es sein, daß die
Batteriespannung bereits zu diesem Zeitpunkt unter den
Grenzwert fällt. Wenn man aber die Tatsache ausnutzt,
daß die elektromotorische Kraft bis zur vollständigen
Entladung über 3,6 Volt bleibt, ist es trotzdem möglich,
die Lebensdauer mit Hilfe eines geeigneten Kondensa-
tors über diesen Punkt hinaus zu verlängern, solange
die Pulse nicht zu lang dauern. Weitere Einzelheiten
s. Kapitel 7.
20% 40% 60% 80% 100% 120%0%
0
100
200
300
400
Spannung /V
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Entladetiefe
flächenbezogener
Innenwiderstand /Ω cm²
(1) Spannung (kontinuierliche Last)
(2) Spannung (Pulslast)
(3) Innenwiderstand
Abbildung 2-13
Schematische Darstellung der Entwicklung des Innen-
widerstandes während der Entladung bei Raumtem-
peratur. Der Dauerstrom von etwa 10 μA/cm
2
wird
von 6 Pulsen pro Stunde überlagert. Die Pulse sind
10 mA/cm
2
hoch und dauern 0,5 s. Um die Darstellung
unabhängig von der Zellgröße zu machen, wurde der
Innenwiderstand an der zweiten Ordinate mit der Anoden-
oberfläche malgenommen.
Tadiran Batteries
Technische Broschüre