Lithiumbatterie-Zusammensetzung definieren; Anwendungen; Leistungen

Batterien waren in unserer Zeit so allgegenwärtig, dass sie für die meisten von uns unsichtbar erscheinen. Sie sind jedoch eine sehr außergewöhnliche Erfindung mit einer langen und faszinierenden Geschichte und einer ebenso berauschenden Zukunft. Lithiumbatterien unterscheiden sich von anderen Zellen durch ihre hohe Energiedichte und die geringen Kosten pro Zyklus. Seit der Entstehung dieser Zellen haben sie ihre Vorgänger auf Nickelbasis, die stark fehlerhaft waren, aber in dieser Zeit immer noch geschätzt wurden, weit übertroffen. Es gibt derzeit viel Prolepsis, dass eine solche Batterietechnologie bald zu wünschenswerteren Modellen führen wird, die eine noch bessere Funktionalität bieten können.

Was sind Lithiumbatterien?

Eine Batterie ist typischerweise eine Vorrichtung, die chemische Energie speichert, die danach zur Verwendung in Elektrizität umgewandelt werden kann. Heutzutage gibt es Batterien in vielen verschiedenen Größen, von den großen Megawattgrößen für kommerzielle Solarmodule bis zu den winzigen für Uhren.

Lithiumbatterien sind daher Primärzellen, die metallisches Lithium als Anode enthalten und daher nicht mit Lithiumionenzellen verwechselt werden sollten. Der praktische Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien die meisten lithium-batterien nicht wiederaufladbar sind. Sie werden jedoch verwendet, um die absterbenden Blei-Säure-Zellen zu ersetzen, da sie keine Absorptionsladung benötigen oder in einem konstanten Spannungszustand gehalten werden.

Warum Lithium-Ionen-Batterien verwenden?

Lithium-Ionen-Batterien sind heutzutage weit verbreitet und finden sich in fast allen Geräten und Gadgets, von Laptops, iPods, Mobiltelefonen bis hin zu Mobiltelefonen. Ihre Verwendung und Funktionalität hängen alle von den Spezifikationen und dem Standort des Benutzers ab. Es gibt unzählige Gründe, warum Sie einen lithium-ionen-akku für jeden anderen Zelltyp verwenden sollten. Dies liegt daran, dass sich Lithium-Ionen-Batterien im Laufe der Jahre als beispielhaft für die Speicherung von Ladungen über längere Zeiträume mit weniger Fehlern als ihre Vorgänger erwiesen haben. Einige der Gründe für die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien sind:

Niedrige Selbstentladungsrate

Eines der Hauptprobleme bei den meisten wiederaufladbaren Batterien wie NiCad- und NiMH-Typen ist ihre hohe Selbstentladungsrate. Im Fall von Lithium-Ionen-Zellen neigen sie jedoch dazu, ihre Ladung länger zu behalten, sobald sie geladen sind. Es dreht sich normalerweise um 5% in den ersten 4 Stunden und fällt später auf ungefähr 2% pro Monat.

Hohe Energiedichte

Dies ist einer der wichtigsten Vorteile der Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien gegenüber anderen Zelltypen. Ein akku mit hoher Energiedichte wird hauptsächlich von Geräten wie Mobiltelefonen und Laptops benötigt. Dies liegt daran, dass solche Geräte zwischen den Ladevorgängen länger arbeiten müssen, während sie noch viel Strom verbrauchen. Die hohe Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien ist ein extremer Vorteil für immense stromverbrauchende Werkzeuge und Elektrofahrzeuge.

Keine Grundierungsanforderungen

Während einige wiederaufladbare Batterien beim ersten Aufladen vorbereitet werden müssen, benötigen Lithium-Ionen-Zellen diese Spezifikation nicht. Eine reguläre Ladung ist alles, was notwendig ist.

Niedrige Wartungsrate

Lithiumbatterien erfordern keine hohe Wartungsrate, um eine reibungslose Leistung zu gewährleisten. Dies liegt daran, dass die Zellen nicht von dem "Memory-Effekt" betroffen sind, wie es bei seinen Vorgängern üblich war, wodurch sie periodische Entladungen benötigten.

Eine Vielzahl von Lithium-Ionen-Zellen ist verfügbar.

Es gibt viele Arten von Lithium-Ionen-Zellen, die es einfacher machen, die richtige Technologie für die am meisten bevorzugte Anwendung zu verwenden. Verschiedene Formen der Lithium-Ionen-Dichte nutzen eine Vielzahl von Stromdichten, wobei die höchsten in Elektrofahrzeugen und Elektrowerkzeugen verwendet werden.

Sie sind leicht

Lithium-Ionen-Zellen sind im Allgemeinen viel leichter als andere Formen von wiederaufladbaren Batterien, da ihre Elektroden aus leichtem Lithium und Kohlenstoff bestehen. Eine solche Qualität ermöglicht es, dass die Batterien sehr tragbar sind, insbesondere bei Powerbanks.

Woraus besteht eine Lithiumbatterie?

Wie der Name schon sagt, bestehen Lithiumbatterien hauptsächlich aus Lithium. Die in den Zellen gefundenen Ionen können so angeordnet werden, dass sie zwischen Anode und Kathode wandern. Die Kathode verwendet eine interkalierte Lithiumverbindung, um diese Bewegung von Ionen zu erleichtern, ohne Metall auf Lithiumbasis als Anode zu verwenden. Das Lithium in diesen Batterien ist eine reaktive Verbindung, da es sofort mit jeder Flüssigkeit wie Wasser oder sogar Feuchtigkeit in der Luft reagieren kann. Die Zellen benötigen 0,15 bis 0,3 kg Lithium pro kWh.

Lithium gehört zu den leichtesten Elementen im Periodensystem und besitzt daher eine massive elektrochemische Fähigkeit. Diese Kombination von Eigenschaften erzeugt hohe Spannungen, jedoch in kleinen und steuerbaren Volumina.

Anwendungen von Lithiumbatterien

Lithiumbatterien können meist in den meisten langlebigen Geräten eingesetzt werden. Geräte wie Herzschrittmacher verwendeten eine spezielle Lithiumiodid-Batterie, die aufgrund ihrer kritischen Verwendung im medizinischen Bereich eine Lebensdauer von mehr als zehn Jahren haben soll. Bei Geräten mit geringerem Wert wie Spielzeug neigt die Lithiumbatterie dazu, die Maschine zu überdauern. Dies macht eine teure Zelle daher weniger kostengünstig, als man es sich bei einem solchen Spielzeug erhoffen würde.

Diese Batterien können auch verwendet werden, um Zellen auf Alkalibasis in Geräten wie Digitalkameras und Uhren zu ersetzen. Sie sind möglicherweise teurer als die alkalischen, halten jedoch tendenziell länger und verringern daher den Bedarf an einem regelmäßigen Austausch der Batterien. Es wurde festgestellt, dass Lithiumzellen eine höhere Spannung entwickeln als Zinkzellen, und daher ist Vorsicht geboten, wenn sie als Ersatz für letztere verwendet werden.

Lithiumbatterien können auch zur Stromversorgung verschiedener Geräte wie Thermometer, Hörgeräte, Laserpointer, entfernte Autoschlösser, MP3-Player und Taschenrechner verwendet werden.

Abschließende Gedanken

Lithiumbatterien sind ein großer Schritt gegenüber den bisherigen Zelltypen und bieten seit langem eine ausreichende Batterieunterstützung für viele Geräte. Mit den sich ändernden Zeiten in dieser aktuellen Generation und der sich ständig weiterentwickelnden Technologie werden jedoch voraussichtlich neue Erfindungen entstehen. Es ist keine Überraschung, wenn wir bald eine signifikante Veränderung in der Batterietechnologie und den Energieerzeugungsgeräten bemerken. Die Batterie kann schnell leer werden, da möglicherweise eine viel fortschrittlichere Technologie entsteht. Alles in allem hat sich die Batterietechnologie seit Jahrhunderten weiterentwickelt, und es werden noch Verbesserungen vorgenommen, um sie umweltfreundlicher zu machen.