Wie viel wiegt ein Lithium-Ionen-Akku?

Die Lithium-Ionen-Batterie oder LIB ist eigentlich eine Art wiederaufladbarer Batterie. Lithiumbatterien werden häufig für Elektrofahrzeuge und andere tragbare Geräte oder Elektronik verwendet.

Sie werden für Luft- und Raumfahrt- und Militäranwendungen immer wichtiger. Die Batterie wurde ursprünglich in den 1980er Jahren von Akira Yoshino, John Goodenough und Rachid Yazimi entwickelt.

Es wurde nach einem Konzept entwickelt, das bereits in den 1970er Jahren von Stanley M. Whittingham vorgeschlagen und 1991 von Asahi Kasei und Sony weiter kommerzialisiert wurde.

Die spezifische Energie von Lithiumbatterien liegt tatsächlich bei etwa 150 bis 220 Wh / kg, und dies schließt die Gehäuse, die Verkabelung und sogar die Anschlüsse nicht ein.

Beeinflusst das Gewicht die Leistung eines lithium-ionen-akkus?

Die spezifische Energiedichte beträgt etwa 100 bis 250 W · h / kg (360 bis 900 kJ / kg), während die volumetrische Energiedichte 250 bis 620 W · h / l (900 bis 2230 J / cm³) beträgt. Für die spezifische Leistungsdichte beträgt sie etwa 300 bis 1500 W / kg

Nur weil Lithiumbatterien praktisch verschiedene negative und positive Elektrodenmaterialien aufweisen können, variieren auch ihre Energiedichte sowie die Spannung entsprechend. Die Leerlaufspannung ist viel höher als die von wässrigen Batterien wie:

· Nickelmetallhydrid

· Nickel-Cadmium und;

· Blei-Säure

Es ist bekannt, dass der Innenwiderstand je nach Radfahren und Alter zunimmt. Der zunehmende Innenwiderstand führt zu einem Spannungsabfall an den Klemmen und dies verringert die hohe Stromaufnahme.

Darüber hinaus lässt dieser zunehmende Widerstand die Lithiumbatterie in einem Zustand zurück, in dem sie die üblichen angeforderten Entladeströme nicht unterstützen kann, ohne dass ein inakzeptabler Spannungsabfall oder sogar eine Überhitzung auftritt.

Die Batterien, die negative Lithiumeisenphosphat- und Graphitelektroden enthalten, haben tatsächlich eine Leerlaufspannung von ungefähr 3,2 V, was normal ist, plus einer Ladespannung von 3,6 V.

Das Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt, auch als NMC-Oxid-Positiv und Graphit-Negativ bekannt, hat eine Nennspannung von 3,7 V und eine maximale Spannung von 4,2 V beim Laden.

Darüber hinaus wird der Ladevorgang bei einer bestimmten Spannung durchgeführt, die eine Strombegrenzungsschaltung aufweist.

Dies bedeutet, dass es mit einem bestimmten Strom aufgeladen wird, bis eine Spannung von etwa 4,2 V in seiner Zelle erreicht ist, und es wird mit einer bestimmten Spannung fortgesetzt, die angelegt wird, bis sein Strom näher an Null abfällt.

Grundsätzlich wird die Ladung üblicherweise bei etwa drei Prozent des Ladestroms beendet. Vor Jahren konnten Lithiumbatterien nicht schnell aufgeladen werden, und es dauerte ungefähr zwei Stunden, bis sie als voll aufgeladen galten.

Für die Zellen der aktuellen Generation, die wir heute haben, können sie in etwa fünfundvierzig Minuten oder sogar weniger vollständig aufgeladen werden.

Im Jahr 2015 zeigten die Forscher einen kleinen Akku mit einer Kapazität von 600 mAh, der innerhalb von zwei Minuten auf etwa achtundsechzig Prozent aufgeladen wurde.

Außerdem zeigten sie einen 3000-mAH-Akku, der innerhalb von insgesamt fünf Minuten auf etwa achtundvierzig Prozent aufgeladen wurde. Die Batterie hatte eine Energiedichte von ca. 63 / wh / l. Das Gerät verwendete auch Heteroatome, die an Graphitmoleküle in seiner Anode gebunden waren.

Wie viel Gewicht ist für lithium-ionen-akkus besser?

Diese Lithiumbatterien bestehen aus der Kathode; positive Elektroden in Form von LiOH oder Li2CO3, wie wir sie bei wiederaufladbaren Batterien sehen.

Sie bestehen auch aus der Anode; negative Elektroden, die Lithium in Form von Metall sind, das wir in nicht wiederaufladbaren Batterien wie einem Separator sehen. Diese Batterien bestehen aus Elektrolyt, der Lithium in Form von LiC1 ist.

Seine Elektroden sind in einen Elektrolyten eingetaucht, der eine leitfähige Flüssigkeit ist, und es ist bekannt, dass dies eine Zelle ist. Die Kombination verschiedener Zellen bildet jedoch grundsätzlich eine Batterie.

Der Lithiumbatteriebetrieb wird ausschließlich auf der Grundlage chemischer Reaktionen erzeugt, die reversibel sind und den Austausch von Elektronen und Ionen zwischen all ihren Polen unterstützen.

Dadurch kann der Akku sowohl entladen als auch geladen werden. Genau zum Zeitpunkt der Entladung wird ein elektrischer Strom erzeugt, der alle Elektromotoren bewegen kann, die für den Antrieb des jeweiligen Fahrzeugs verantwortlich sind

Zum Zeitpunkt des Wiederaufladens kehren die Elektronen und Ionen praktisch in ihre normale Situation zurück, die durch die Eingabe externer Energie entsteht, genau wie beim Brechen des Automobils.

Im Allgemeinen hängen die Leistung, das Verhalten und die Dauer der Batterie von den chemischen Elementen ab, die ausgewählt wurden, um die notwendige Reaktion in jeder einzelnen Zelle und der Elektronik hervorzurufen, die den gesamten Lade- und Entladevorgang tatsächlich steuert.

Im Moment gibt es verschiedene Arten von Lithiumbatterien wie:

· Li CO O 2: Lithiumkobalt

· LiFe P O2: Lithiumeisenphosphat

· Li Mn2 O2: Lithiummangan

· Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan und;

· Li4 Ti5 O12: Lithiumtitan

Allen gemeinsam ist jedoch die Verwendung einer Lithium-Kohlenstoff-Anode, sie unterscheiden sich jedoch in dem in ihrer Kathode verwendeten Lithiumoxid.

Analyse des Lithium-Ionen-Batteriegewichtstrends

Die Batterien auf Lithiumbasis werden schnell zu einem vernünftigen Ersatz für die einhundertfünfzig Jahre alte Technologie der bekannten Blei-Säure-Batterien.

In den verschiedenen Anwendungen, in denen das Gewicht berücksichtigt wird, wurden Lithiumbatterien als eine der leichtesten verfügbaren Alternativen eingestuft.

In den letzten Jahren sind Lithiumbatterien in verschiedenen Chemiebereichen wie:

· Lithiumpolymer

· Lithium-Ionen

· Lithium-Ionen-Phosphat sowie einige andere exotische Variationen

Sowohl das Lithiumpolymer als auch die Lithiumionen sind die energiedichtesten aller Lithiumbatterien, obwohl ihnen tatsächlich die Sicherheit fehlt.

Darüber hinaus ist Lithium-Cobaltoxid eine der beliebtesten Arten von Lithium-Ionen.

Für lithium-ionen-batterien haben sie eine sehr hohe Energiedichte und nach etwa einem Jahr Gebrauch ist die Kapazität dieses Lithium-Ions sehr stark gesunken, so dass selbst der LiFePO4 tatsächlich genau die gleiche Energiedichte hat und nach einem Zeitraum von In zwei Jahren wird LiFePO4 eine größere Energiedichte haben.

Zum Abschluss

Die Leistung dieser hergestellten Lithiumbatterien hat sich im Laufe der Jahre grundlegend verbessert.

Beispielsweise hat sich die Energiekapazität auf der Grundlage jedes Preises für Lithiumbatterien von 1991 bis 2005 mehr als verzehnfacht.