1. Herzel Yamin & Chen Menachem
High Power High Energy
4 Volt
  Lithium Primary Cells
Herzel Yamin & Chen Menachem
Tadiran Batteries Ltd
IFCBC , 4/2/ TAU

2. Outline סקירה ספרותית קצרה - תאי ליתיום יון מבנה ועקרון פעולה
תאי ליתיום יון מבנה ועקרון פעולה
תאי ליתיום יון היברידי עם תא ראשוני לפולסי זרם גבוהים
שיקוע ליתיום מתכתי על ליתיום ועל מתכות אינרטיות
תאי TLM – תאי ליתיום עשירי אנרגיה והספק
מבנה ועקרון פעולה
משפחת מוצרים התאים HP , MP , HE
- תא TLM מסוג UHP להספקים גבוהים מאוד
סיכום ומסקנות

3. Li/Ion -Schematic Representation
Graphite
Anode
Discharge
Transition
Metal Oxide
Cathode
Charge

4. PulsesPlus System +
Li/SOCl2
HLC
PulsesPlus

5. The Pulses Plus™ Battery System
A combination of primary and secondary cells which forms High Power-High Energy primary power source with synergistic effect.
The primary cells maximize the energy and the secondary cells maximize the power.
The cells are combined in a modular way to form a wide variety of efficient power sources having the energy, power and voltages tailored to specific market demands.  

6. Modularity of PulsesPlus
Neptune – 1 cell and 1 HLC
IBM 2 cells and 2 HLC’s
Kayser 9 cells and 3 HLC’s
Oceanography 96 cells and 12 HLC’s

7. Pulse Plus Characteristics
High energy density and high rate pulse capability.
High and stable operating voltage.
Wide operating temperature range.
Free from any passivation and TMV problems.
Long shelf life
Safe as bobbin type Li/SOCl2 cell

8. Power Capability of AA Size HLC @ RT

9. Voltage-time curves for AA cells after 128 months storage at RT
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0 1 10
100
1,000
10,000
Time (mSec)
Voltage, V
PulsesPlus at 1000mA
Li/SOCl2 at 10mA

10. Power Capability of AA HLC
3.9 Volt primary 1A 2A
3.5A 5A

11. Voltage stability at elevated temperature
HLC performance
Voltage stability at elevated temperature

12. HLC Development - Very High Power HLC
”B” type model 2009
“A “ type model 2003
“N “ type model 2001
1st generation 1998

13. בעיית שיקוע ליתיום מתכתי
איכות שיקוע ירודה של ליתיום מתכתי – אין SEI טוב
שיקוע על מתכות אינרטיות כמו ניקל או נחושת
- מכוסות בשכבות פסיביות של תחמוצות .
- ליתיום מתחיל לשקוע רק לאחר תגובה עם הממס והיווצרות שכבה פסיבית שאינה מוליכה אלקטרונים
שיקוע ליתיום על ליתיום מתכתי מסחרי
- מכוסה תמיד בשכבות פסיביות של אוקסידים, קרבונטים או נטרידים
- דרושה שכבת SEI טובה לשקוע איכותי של ליתיום על ליתיום מתכתי
- בתמיסת דיאוקסולן* נמצאה איכות שקוע טובה יחסית של ליתיום מתכתי
*עבודה משותפת בר אילן ותדיראן- פרופסור דורון אורבך
* חלון מתחים אינו מתאים לתאי ליתיום יון או לקתודת NCA

14. The TLM System Tadiran’s Proprietary Innovative System
Lithium is coated in situ on carbon electrode
Coating thickness depends on ratio of cathode to carbon

15. Composite Coating Anode
Advantages
High anode capacity
up to 3860mAh/gr vs. 372mAh/gr for graphite
Very thin Li coating can be obtained
( 1 µm or even thinner)
High anode mechanical strength
In situ coating

16. The TLM System General Characteristics
- Independent 4 volt primary power source
- High power capability
- Low self discharge rate
- Wide operating temperature range
- High safety level
Designs:
- HP , MP , HE & UHP
Applications:
- High continuous current after long storage period

17. Experimental- TLM System
4.1 Volt Hermetically sealed primary cell
Design: AA size jelly roll internal construction
Graphite & Lithium metal based anode
LiAlNiCoO2 based cathode
Micro porous Separator
Electrolyte : LiPF6 in carbonates mixture

18. Tadiran TLM Battery Series

19. Broaden of the TLM Products Line
New Member- High Energy High Power TLM 1550 HE Cell
1 Ampere Discharge
1550HP
1550MP
1550HE

20. Discharge Capability at RT
TLM 1550HP - Performance

21. Storage Test @ RT for TLM 1550HP
Average self discharge current 0.6 µA
12 % capacity loss in 15 years

22. TLM RT Discharge

23. Development of new TLM HE cell

24. Development of new TLM HE cell
Much better in power capabilities compared to the HP cells

25. TLM A
Discharge curves at various temperatures

26. Ultra High Power TLM Cell
TLM 1550 UHP

27. TLM 1550 UHP

28. New R&D Member AA UHP cell
Cell capacity at various currents and temperatures
Temperature
( º C)
Current
( Ampere)
Capacity
( mAh)
25 º C 20
380
-20 º C 6
360
-40 º C 3
330

29. Rate Capability of UHP AA CellRT
-20º C

30. Thank You