Einführung in die Arten von Lithium-Ionen-Batterien

Die Entstehung von Lithium-Ionen-Batterien wurde durch den Wunsch nach einer wiederaufladbaren Zelle verursacht, die leicht ist. Es wurde benötigt, um den schnell wachsenden Markt für tragbare elektronische Geräte in den neunziger Jahren zu versorgen.

Es begann mit Mobiltelefonen und Kameras, und mit der Zeit wurde die Technologie zur Energiequelle für fast alles. Es reicht von Werkzeugen mit schnurloser Stromversorgung über Energiespeicher in großem Maßstab bis hin zu Automobilanwendungen.

Die erhöhte Energiedichte und das große Volumen der Entladungszyklen, die Lithiumzellen bieten, sind jedoch tatsächlich die wichtigsten Faktoren. Dies macht die Zellen sowohl in Elektrofahrzeugen als auch in Mobiltelefonen unverzichtbar.

Es gibt jedoch verschiedene Möglichkeiten, wie diese Zellen für die normale Batteriechemie viel leistungsfähiger sind.

Wie viele Arten von Lithium-Ionen-Batterien gibt es?

Es besteht kein Zweifel, dass Lithium-Ionen-Batterien heute in verschiedenen Haushalten zu finden sind. Fast jeder von uns trägt sie auf seinen Handys mit sich.

Aufgrund ihrer hohen Energiedichte sind sie tragbar und halten aufgrund ihrer Wiederaufladbarkeit länger. Diese Batterien haben es ermöglicht, Flugzeuge herzustellen, die nur elektrischen Antrieb verwenden, wie das Solar Impulse-Flugzeug.

Es ist jedoch noch ein sehr langer Weg, bis Lithiumbatterien kostengünstige Säurebatterien ersetzen. Forscher werden jedoch auf der ganzen Welt durchgeführt.

Mittlerweile gibt es fünf Arten von Lithium-Ionen-Batterien:

· Lithium-Kobaltoxid-Batterie

Diese Art von Lithiumbatterie wird hauptsächlich in elektronischen Geräten wie Laptops, Kameras und Mobiltelefonen verwendet. Während sie bei Beschädigung riskant sind, ist Kobalt teuer und äußerst selten.

Der Akku hat eine niedrige Entladerate und eine höchste Energiedichte von 110-190 Wh / kg.

· Lithium-Titanat-Batterie

Diese Batterie kann bei sehr niedrigen Temperaturen betrieben werden. Diese Temperatur beträgt -40 ° C. Seine Lade- und Entladefähigkeiten sind sehr schnell und es wird in Mitsubishi i-MiEV verwendet.

Es hat eine reduzierte Eigenspannung von 2,4 V im Vergleich zu 3,7 V. Außerdem ist seine Energiedichte gering und liegt bei 30-110 Wh / kg.

· Lithium-Eisenphosphat-Batterie

Die Lithium-Eisenphosphat-Batterie kann die Brand- und natürlich Überhitzungsgefahr drastisch reduzieren. Es bietet eine viel geringere Volumenkapazität. Das Lithium-Eisenphosphat wird sowohl in medizinischen Geräten als auch in Elektrowerkzeugen verwendet.

Es hat eine längere Lebensdauer und ist von Natur aus sicher. Die Batterie verwendet eine Energiedichte, die bei 95-140 Wh / kg niedrig ist.

· lithium-nickel-mangan-kobaltoxid-Batterie

Das Lithium-Mangan-Kobalt hat eine längere Lebensdauer und Sicherheit. Kobalt ist zwar teuer und gleichzeitig äußerst selten, aber auch weniger hitzeempfindlich.

Diese Batterie wird in E-Bikes, elektrischen Antriebssträngen und Elektrowerkzeugen verwendet. Die Energiedichte ist mit 95-130 Wh / kg niedrig

· Lithium-Manganoxid-Batterie

Mit reduzierten Kosten ist das Lithium-Mangan von Natur aus sicher und hat eine sehr lange Lebensdauer. Es wird hauptsächlich in Laptops, Handys und Hybridfahrzeugen verwendet.

Der Akku hat eine hohe Entladerate und eine niedrige Energiedichte von 110-120 Wh / kg

Abweichend von der weit verbreiteten Meinung, dass es verschiedene Arten von Lithium-Ionen-Batterien gibt, sind die fünf oben analysierten Batterien diejenigen, die kommerziell etabliert wurden.

Es gibt jedoch viele Lithiumchemien wie Li-S, die noch erforscht werden. Es wurde festgestellt, dass alle Batterien ihre eigene Energiedichte, Zuverlässigkeit, Leistungsdichte und Sicherheit haben.

Die vielfältigen Batteriechemien ermöglichen es Wissenschaftlern, Batterien tatsächlich nach den Anforderungen des Benutzers zu bauen. Energie und Leistungsdichte stehen in umgekehrter Beziehung zueinander und gehen zu Lasten der anderen.

Dies bedeutet, dass ein Anstieg der Leistungsdichte zu einem Abfall der Energiedichte führt und umgekehrt.

Einige Lithiumbatteriechemien können auch nicht als Lithiumionen eingestuft werden. Sie beinhalten:

· Lithiumsilikon

· Lithium-Luft und;

· Lithiumschwefel

Obwohl sie noch auf dem Weg sind, haben sie immer noch große Aussichten.

Vergleichen Sie den wichtigsten lithium-batterie-Ionentyp

Einige der Dinge, die bei diesen Lithiumbatterietypen zu beachten sind, umfassen die Tatsache, dass lithiumkobaltoxid im Vergleich zu den anderen Batterien eine erhöhte spezifische Energie aufweist.

Dies macht es zur bevorzugten Wahl für Mobiltelefone und Laptops. Im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Typen ist die spezifische Leistung jedoch gering und die Lebensdauer gering.

Für das Lithiummanganoxid ist seine spezifische Leistung einfach moderat und es hat ein Sicherheitsniveau, das ebenfalls moderat ist. Es ist zwar nicht teuer, hat aber eine geringe Leistung und eine geringe Lebensdauer.

Lithiumeisenphosphat hat im Vergleich zu den anderen Batterietypen nur einen großen Nachteil. Dieser Nachteil ist die Tatsache, dass es eine niedrige spezifische Energie hat. Abgesehen davon liegen alle anderen Eigenschaften zwischen mäßig und hoch.

Als nächstes kommt das Lithium-Nickel, das nur einen starken Profi hat und sich um seine hohe spezifische Energie dreht. Im Vergleich zu allen anderen hat es nicht viel zu bieten. Für die übrigen Merkmale sind sie alle moderat.

Schließlich bietet der Lithiumtitanit hohe Sicherheit, lange Lebensdauer und hohe Leistung. Dies sind alles wichtige Merkmale, die jede Batterie haben sollte. Die spezifische Energie ist jedoch im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien recht niedrig.

So wählen Sie den Lithium-Ionen-Batterietyp für Ihr Gerät aus

Bei der Auswahl des Lithiumbatterietyps für Ihr Gerät müssen Sie die folgenden Tipps befolgen:

· Kenntnis der Größe der benötigten Batterien

Es ist ganz einfach. Alles, was Sie hier tun oder wissen müssen, ist, dass Sie eine Triple-A-Gruppe benötigen, wenn Ihr Telefon mit AAA-Batterien betrieben wird. Sie können das Gerät auch auf Hinweise überprüfen, welche Batteriegröße das Gerät akzeptiert.

· Wählen Sie zwischen wiederaufladbaren Batterien oder Einmalgebrauch

Die Einwegbatterien sind viel billiger als im Voraus und haben eine ideale Lebensdauer, aber für wiederaufladbare Batterien können sie verwendet und wiederverwendet werden. Dies macht sie viel kostengünstiger.

· Kaufen Sie den idealen Batterietyp

Wenn Sie wissen, wie Batterien funktionieren und wie sich das Alkali von Lithiumbatterien und NiMH von Lithium unterscheidet, können Sie die idealste Batterie Ihrer Wahl auswählen.

Etwas zusammenfassen

Aufgrund der hohen Energiedichte der Zellen können sie mit sehr hoher Leistung entladen und auch schnell wieder aufgeladen werden.

Wenn es also um Situationen geht, in denen die Ladeleistung oder möglicherweise die Zeit wahrscheinlich begrenzt ist, wie zum Beispiel Start-Stopp-Autos oder Solar-PV-Systeme, ist es nicht gefährlich, die Lithiumzellen kontinuierlich in einem Teilladungszustand zu betreiben. Dies gibt ihnen eine größere Betriebsflexibilität, als Blei-Säure-Batterien bieten können.