Wie funktioniert ein Lithium-Ionen-Akku?

Strom für unterwegs – das ist das Versprechen von Batterien. Sie bieten uns den Komfort von Elektrizität in handlicher, tragbarer Form. Das Problem ist nur: Die meisten Batterien entladen sich sehr schnell, und ohne spezielles Ladegerät müssen sie anschließend entsorgt werden. Das ist teuer und schlecht für die Umwelt: Weltweit werfen wir jedes Jahr Milliarden von Einwegbatterien weg. Wiederaufladbare Batterien helfen, dieses Problem zu lösen, und die besten nutzen die Lithium-Ionen-Technologie. Ihr Handy, Laptop und MP3-Player verwenden wahrscheinlich alle Lithium-Ionen-Akkus. Sie sind seit etwa 1991 weit verbreitet, die grundlegende Chemie wurde jedoch bereits von … entdeckt.Der amerikanische Chemiker Gilbert Lewis (1875–1946)Das war im Jahr 1912. Schauen wir uns genauer an, wie sie funktionieren!

Was ist ein Lithium-Ionen-Akku? Welche Eigenschaften hat er?

Ein Lithium-Ionen-Akku ist ein wiederaufladbarer Akku, der durch die Bewegung von Lithium-Ionen zwischen der negativen (Anode) und der positiven (Kathode) Elektrode geladen und entladen wird. (Im Allgemeinen werden Akkus, die wiederholt geladen und entladen werden können, als Sekundärakkus bezeichnet, während Einwegakkus als Primärakkus bezeichnet werden.)

Da Lithium-Ionen-Batterien für die Speicherung hoher Energiemengen geeignet sind, werden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Unterhaltungselektronik wie Smartphones und PCs, Industrieroboter, Produktionsanlagen und Automobile.

Ach, wirklich? Smartphone-Akkus! Lithium-Ionen-Akkus werden doch in vielen bekannten Produkten verwendet, oder? Übrigens, was ist Lithium?

Lithium ist ein natürlich vorkommendes Metall. Kennst du das Periodensystem der Elemente auswendig?

Haben alle Lithium-Ionen-Akkus die gleiche Leistung?

A. Lithium-Ionen-Batterien werden je nach Größe, Form, dem für die positiven und negativen Elektroden verwendeten Material usw. in verschiedene Arten unterteilt.

Die BSLBATT Lithium-Ionen-Batterie von Wisdom Powernutzt Lithiumtitanoxid an der negativen Elektrode und bietet eine lange Lebensdauer, schnelles Laden, hohe Eingangs-/Ausgangsleistung, ausgezeichnetes Tieftemperaturverhalten und einen breiten effektiven Ladezustandsbereich.

Jeder Lithium-Ionen-Akku ist anders! Achten Sie darauf, den richtigen für Ihre Bedürfnisse zu finden.

Wie geht das?Lithium-Ionen-Batterien im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien?

Im Allgemeinen sind Lithium-Ionen-Batterien leichter und können schneller aufgeladen werden als Blei-Säure-Batterien.

Und Lithium-Ionen-Batterien sind umweltfreundlicher, da sie keine umweltbelastenden Stoffe enthalten.

Meine Blei-Säure-Batterie ist auch praktisch…

Außerdem sind Bleiakkumulatoren günstiger. Ich benutze sie schon seit Jahrzehnten.

Stimmt. Es ist schwer zu sagen, welches besser ist. Es hängt alles von der Anwendung, der Umgebung, dem Material usw. ab.

Deshalb ist es wichtig, dass Sie sich informieren und die richtige Batterie für Ihre Bedürfnisse auswählen.

Die richtige Batterie für mich…Wie romantisch!

Ich möchte nun mehr über Lithium-Ionen-Batterien erfahren.

Lithium-Ionen-Akkus sind beliebt, weil sie gegenüber Konkurrenzprodukten eine Reihe wichtiger Vorteile bieten.Technologien:

Sie sind im Allgemeinen deutlich leichter als andere wiederaufladbare Batterien gleicher Größe. Die Elektroden eines Lithium-Ionen-Akkus bestehen aus dem leichten Lithium und Kohlenstoff. Lithium ist zudem ein sehr reaktives Element, was bedeutet, dass in seinen atomaren Bindungen viel Energie gespeichert werden kann. Dies führt zu einer sehr hohen Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus. Um die Energiedichte zu veranschaulichen: Ein typischer Lithium-Ionen-Akku speichert 150 Wattstunden Strom pro Kilogramm. Ein NiMH-Akku (Nickel-Metallhydrid) speichert etwa 100 Wattstunden pro Kilogramm, wobei 60 bis 70 Wattstunden üblicher sind. Ein Bleiakku speichert hingegen nur 25 Wattstunden pro Kilogramm. Mit Bleiakku-Technologie benötigt man 6 Kilogramm, um die gleiche Energiemenge zu speichern, die ein 1 Kilogramm schwerer Lithium-Ionen-Akku speichern kann. Das ist ein enormer Unterschied [Quelle: Everything2.com].

Sie halten ihre Ladung. Ein Lithium-Ionen-Akku verliert nur etwa 5 Prozent seiner Ladung pro Monat, im Vergleich zu einem Verlust von 20 Prozent pro Monat bei NiMH-Akkus.

Sie haben keinen Memory-Effekt, was bedeutet, dass man sie vor dem Wiederaufladen nicht vollständig entladen muss, wie es bei manchen anderen Batterietechnologien der Fall ist.

Lithium-Ionen-Batterien können Hunderte von Lade-/Entladezyklen überstehen.

Das heißt aber nicht, dass Lithium-Ionen-Akkus fehlerfrei sind. Sie haben auch einige Nachteile:

Sie beginnen sich zu zersetzen, sobald sie das Werk verlassen. Ihre Lebensdauer beträgt ab Herstellungsdatum nur zwei bis drei Jahre, unabhängig davon, ob sie benutzt werden oder nicht.

Sie reagieren extrem empfindlich auf hohe Temperaturen. Hitze führt dazu, dass Lithium-Ionen-Akkus viel schneller altern als üblich.

Wenn man einen Lithium-Ionen-Akku vollständig entlädt, ist er kaputt.

Ein Lithium-Ionen-Akkupack benötigt einen integrierten Computer zur Akkuverwaltung. Dadurch werden sie noch teurer, als sie ohnehin schon sind.

Es besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass ein Lithium-Ionen-Akkumulator im Falle eines Defekts in Flammen aufgeht.

ENERGIEDICHTE VS. LEISTUNGSDICHTE

Die beiden wichtigsten Begriffe im Zusammenhang mit Batterien sind Energiedichte und Leistungsdichte. Die Energiedichte wird in Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) gemessen und gibt an, wie viel Energie die Batterie im Verhältnis zu ihrer Masse speichern kann. Die Leistungsdichte wird in Watt pro Kilogramm (W/kg) gemessen und gibt an, wie viel Leistung die Batterie im Verhältnis zu ihrer Masse erzeugen kann. Um das besser zu veranschaulichen, kann man sich das Entleeren eines Pools vorstellen. Die Energiedichte entspricht in etwa der Größe des Pools, während die Leistungsdichte dem möglichst schnellen Entleeren des Pools entspricht.

DerWisdom Power TechnologiesDas Büro arbeitet daran, die Energiedichte von Batterien zu erhöhen, gleichzeitig die Kosten zu senken und eine akzeptable Leistungsdichte beizubehalten. Weitere Informationen finden Sie unterBSLBATT-Batterie-bezogene Projekte, besuchen Sie bittewww.lithium-battery-factory.com