公用事业仪表用的电池需要长时间的存储寿命和瞬间的大功率放电。这些要求可以用混合电池来满足，即电容和电池的组合。它的优点是在持续几秒钟的大电流放电后，随着电容被电池充电，混和电池会达到电化学的平衡。在这种情况下，脉冲放电后锂金属表面的钝化膜将被恢复，从而减小了泄漏电流，进而将电池的容量损失减小到最低。

      由于低泄漏电流、超长保质期、宽泛的工作温度等特性，锂亚硫酰氯电池成为当前最常用于公用事业仪表的电池。当其用于自动抄表时，它的主要缺点是会在锂金属表面形成钝化膜。这层由氯化锂晶体构成的钝化膜会随着存放时间的推移而增长，但会被足够强度的放电电流打破。如果钝化膜被一股瞬间强电流击破的话，当锂金属和亚硫酰氯发生化学反应(4Li+2SOCl2→)4LiCl+S+S02)时，泄漏电流会持续出现，见图l，图2。

图1-25℃温度下脉冲中放电后的首次电压变化(锂亚硫酰氯电池D型)

 

 

 

图2锂亚硫酰氯电池在72℃温度下存放5天和15天后的锂金属表面形态

 

      所以当锂亚硫酰氯电池仅用于公用事业仪表中，选用时必须同时考虑放电条件和存放条件。另外，为了计算电池使用寿命，还必须考虑常态电流和泄漏电流。即使这样，计算出来的使用寿命也还要受到其他环境条件的影响。

 

 

      电池寿命可以通过模拟工作电流、脉冲后的泄漏电流、在相应温度下存放期间的自放电等条件来计算。这些因素由公用事业仪表的使用和存放情况来决定。

      电池的实际寿命并不是通过计算标准放电电流下的标称容量来获得的，而是通过工作电流、存放和环境条件等影响下的特定容量来计算。这样的电池容量通常是标称容量的90％

到95％，且在低温下的容量值比在高温下更低。放电结束时，随着电解液耗尽，电池内阻会增大。因为锂亚硫酰氯电池使用的是液态电解液，放电深度(即放电比率)会产生较大的泄漏电流，见图3。

当数据传输所需要的高电流产生时，钝化膜会被击破导致初始电压下降，为了重新形成钝化膜就会出现自放电现象。为了减少自放电，必须保持一个稳定的锂金属表面，从而使得钝化膜在低电流的作用下不会被击破。当电容收到一个瞬间高电流后，电池将用低电流对电容充电。

图4锂亚硫酰氯电池和混合电池的脉冲特性(锂亚硫酰氯电池D型+0.68法拉电容)

  (背景：1微安放电10秒钟，脉冲电流：25℃温度下500毫安放电1秒钟)

 

 

  什么是无线自动抄表系统的最佳设计?

      自动抄表设备中所用的最佳电池是锂亚硫酰氯电池的卷轴型，它具有高容量，低自放电，宽泛的温度范围和极好的安全性等特点，可以用小型号(AA或A型)电池并联，或用单个大型号(C或D型)电池来延长电池的使用寿命。而混合电池则比常规的电池更有效，见图4。

      公用事业仪表(自动抄表)的用电要求由两方面组成：1)高脉冲电流(如200毫安到2安培)，能持续几毫秒；2)微安级的待机电流。

      通常来说，5.0法拉或低于5.0法拉的容量对于电容(双层电容)来说已经足够了。需要指出的是，在低温(低于零下20℃)下，当脉冲放电后，电池对电容的快速充电率会更有效，见图5。所以，混合电池里的电容要求低ESR(同等串行电阻)和低泄漏电流，这些将比容量更重要。

 

 

      自动抄表主要的研究领域是保证电池容量。国际标准规定了电池的尺寸。毫无疑问，电池设计人员竭尽所能在标准尺寸不变的情况下尽量提高容量。同时工程师们也在研究电池内部的化学反应和平衡，以尽量降低混合电池的泄漏电流。

 

 

  图5混合电池的重复脉冲结果(锂亚硫酰氯电池D型+1.2法拉电容)

  (脉冲电流：2安培放电10毫爷，重复时间：25℃和零下40℃温度下重复5秒)