Was ist ein Batterieelektrolyt?

Die meisten Menschen haben in ihrem täglichen Leben viele Anwendungsfälle für Batterien. Sie wissen jedoch immer noch nicht, wie Batterien funktionieren und was die Hauptbestandteile der Batterien sind. In all diesen Anwendungsfällen kommen mehrere Batterietechnologien zum Einsatz, aber eines bleibt bei jeder Batterietechnologie gleich: die Rolle des Elektrolyten.

Vereinfacht ausgedrückt ist der Elektrolyt die Substanz in einer Batterie, die den Elektronenfluss zwischen dem Plus- und dem Minuspol der Batterie ermöglicht. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über den Elektrolyten, seine Eigenschaften und seine Funktionsweise.

Der Grundaufbau der Batterie

Wenn wir uns die Grundstruktur ansehen, basiert sie auf drei Hauptkomponenten, zu denen Anode, Elektrolyt und Kathode gehören. Alle diese vier Komponenten arbeiten zusammen, um die elektrochemische Reaktion in einer Batterie zur Stromerzeugung abzuschließen.

Die physikalische Struktur einer Batterie

Die drei Hauptkomponenten einer Batterie sind vorhanden, sodass die beiden Elektroden nicht direkt verbunden sind, da sie den Elektrolyten enthalten. Am Beispiel der Blei-Säure-Batterie fungiert die Säure als Elektrolyt zwischen den Elektrodenplatten. In ähnlicher Weise verwenden die Trockenbatterietechnologien einen Trockenelektrolyten zwischen den Elektrodenplatten, der den Ionenfluss erleichtert.

Chemische Prinzipien einer Batteriestruktur

Der Grund dafür, dass eine Batterie Strom speichern und bereitstellen kann, liegt in der darin enthaltenen elektrochemischen Reaktion. Die Anode sammelt normalerweise Elektronen, wenn sie geladen wird, und die Kathode weist einen Elektronenmangel auf. Wenn der Stromkreis zwischen zwei Elektroden geschlossen ist, beginnen die Elektronen von der Elektrode mit mehr Elektronen zur Elektrode mit weniger Elektronen zu fließen.

Der Elektrolyt spielt je nach Batterietechnologie eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung dieses Flusses durch den chemischen Reaktionsprozess.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

Weiterlesen

Bedeutung des Elektrolyten in einer Batterie

Unabhängig davon, ob wir es physikalisch oder chemisch betrachten: Elektrolyte fungieren als Medium für die Bewegung von Ionen, wenn der Kreislauf in einer Batterie von außen geschlossen wird. Es mag einfach klingen, aber Elektrolyt hat einen großen Einfluss auf die Effizienz, Leistung und Sicherheit der Batterie.

Verschiedene Elektrolyttypen besitzen unterschiedliche Eigenschaften, daher ändern sich auch ihre Leistungskennzahlen. Aus diesem Grund werden in verschiedenen Batterietypen auch unterschiedliche Elektrolyte verwendet.

Arten und Eigenschaften von Elektrolyten

Traditionell wurde in Batterien am häufigsten Säure als Elektrolyt verwendet, da Blei-Säure-Batterien in verschiedenen Lebensbereichen Anwendung finden. Im Zuge der Weiterentwicklung der Technologie gab es jedoch mehrere Veränderungen, und heute verfügen wir über mehrere Arten von Elektrolyten für Batterien. Hier finden Sie einen Überblick über die drei Haupttypen von Elektrolyten sowie deren Eigenschaften.

1.Flüssige Elektrolyte

Dies sind die traditionellen und am häufigsten verwendeten Elektrolyttypen. Das häufigste Beispiel für flüssige Elektrolyte sind Blei-Säure-Batterien. Diese kommen jedoch auch in Lithium-Ionen- und Alkalibatterien zum Einsatz.

2.Feste Elektrolyte

Festelektrolyte gibt es erst seit wenigen Jahrzehnten, und diese Innovation in der Elektrolyttechnologie bringt eine bessere Energiedichte und Sicherheit. Die üblicherweise in Autos und Notstromaggregaten verwendeten Trockenzellenbatterien verwenden solche Elektrolyte.

3.Gel-Elektrolyte

Gelelektrolyte sind halbfeste Gele, die weniger anfällig für Auslaufen sind und daher oft eine bessere Sicherheit und Zuverlässigkeit bieten. Es gibt einige versiegelte Blei-Säure-Batterien, in denen Gelelektrolyte verwendet werden, die normalerweise für Notstromversorgungseinheiten verwendet werden. Darüber hinaus werden diese auch in Polymerbatterien eingesetzt.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

Weiterlesen

Eigenschaften von Elektrolyten

Die 4 Hauptmerkmale eines Elektrolyten sind:

Für einen effektiven Ionentransport innerhalb der Batterie ist eine hohe Ionenleitfähigkeit erforderlich. Daher ist die Leitfähigkeit wichtig.

Chemische Kompatibilität: Der Elektrolyt und die Batterieelektroden müssen kompatibel sein, um chemische Reaktionen zu verhindern, die die Leistung beeinträchtigen könnten.

Um eine langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, müssen Elektrolyte während der gesamten Lebensdauer einer Batterie ihre Integrität bewahren.

Da einige Elektrolyte reaktiver oder brennbarer sind als andere, ist die Sicherheit ein wichtiger Gesichtspunkt beim Batteriedesign.

Wie funktionieren Elektrolyte?

Der Elektrolyt ist das Material, das in erster Linie den Fluss von Elektronen/Ionen in der Batterie zwischen den beiden positiven und negativen Elektroden erleichtert und eine chemische Reaktion eingeht und dadurch die Ionen transportiert. Gleichzeitig erleichtert der Elektrolyt auch die Dissoziation und Ionisierung der beiden Elektroden. Hier absorbiert die Kathode –-Ionen, während die Ande +-Ionen abgibt.

Wenn die Batterie geladen wird, begünstigen die Ionen in ähnlicher Weise aufgrund einer chemischen Reaktion den Elektronenaustausch durch die Batterie. Dabei wird vom Ladegerät von außen eine Spannung angelegt, die den Stromkreis schließt.

Der Einfluss von Elektrolyten auf die Leistung einer Batterie

Wenn wir die Leistung einer Batterie betrachten, berücksichtigen wir mehrere Aspekte der Batterie, darunter die folgenden:

Lebensdauer

Energiedichte

Temperaturtoleranz

Sicherheit usw.

Der Elektrolyt in einer Batterie spielt bei all diesen Aspekten eine Rolle. Beispielsweise ist ein flüssiger Elektrolyt aus Sicherheitsgründen nicht optimal, da er auslaufen kann. Eine Lösung bringen inzwischen Gel- und Festelektrolyte. Ebenso können unterschiedliche Elektrolyttypen und -technologien bei jedem Typ diese Aspekte einer Batterie erheblich beeinflussen. Während die Variationen in der Elektrolyttechnologie zu besseren Leistungsergebnissen führen, bleibt ihr Hauptzweck derselbe.

Wie verwenden verschiedene Batterietypen unterschiedliche Arten von Elektrolyten?

Jede Batterietechnologie basiert aufgrund des Unterschieds im Elektrodenmaterial und der Elektrolyttechnologie auf einer anderen chemischen Reaktion. Beispielsweise werden in Blei-Säure-, Festkörper- und lithium-ionen-batterien unterschiedliche Arten von Elektrolyten verwendet.

Da die chemische Reaktion in verschiedenen Batterietechnologien unterschiedlich ist, wird der Elektrolyt unter Berücksichtigung der besten Leistungskennzahlen und Benutzerfreundlichkeitsergebnisse ausgewählt. Daher bleibt der akku sicher und zuverlässig, es mangelt ihm nicht an Leistung und er hält lange, was ihn zu einer besseren Option als bisher verfügbare Optionen macht.

Abschluss

Ganz gleich, ob wir über die tragbare Energieerzeugung aus Batterien oder über die Fortschritte in der Batterietechnologie im Laufe der Jahrzehnte sprechen: Der Elektrolyt ist immer von großer Bedeutung. Es ist dafür verantwortlich, die chemische Reaktion zwischen verschiedenen Batteriepolen durchzuführen und den Ionenfluss zu ermöglichen.

Daher ist Elektrolyt für die zuverlässige Speicherung und Nutzung von Energie von entscheidender Bedeutung. Heutzutage verwenden wir verschiedene Kategorien und Arten von Elektrolyten, und es wird erwartet, dass sich die Lage durch weitere Forschung zu Elektrolyten noch weiter verbessern wird.