Was ist der Energiegehalt der Lithiumbatterie?

Wer hätte gedacht, dass es eine Zeit geben würde, in der ein Überleben ohne unsere Smartphones und andere notwendige elektrische Geräte unmöglich erscheint? Die Ära der Smartphones begann vor etwas mehr als einem Jahrzehnt, aber diese Computer im Taschenformat sind das Herz unseres Lebens, als ob sie schon immer existieren würden. Solche technologischen Erfindungen sind derzeit die treibende Kraft des Lebens, aber der wahre unausgesprochene Held, der für die Energieversorgung dieser intelligenten Kreationen verantwortlich ist, sind Lithiumbatterien. Diese Batterien wurden erstmals 1991 von Sony kommerziell für den Einsatz in Camcordern gehandelt, was die Einführung einer fantastischen Stromquelle bedeutete.

Die Verwendung von Lithiumbatterien hat im Laufe der Jahre erheblich zugenommen, und es scheint, dass sie gerade erst anfangen. Als eine der energiereichsten wiederaufladbaren Batterien auf dem Markt sind sie in fast allen Geräten zu finden, sowohl in gewerblichen als auch in Haushaltsgrundbatterien. Sie sind derzeit die am meisten bevorzugte Batterietechnologie in kleinen Geräten wie Laptops, Elektrowerkzeugen und Mobiltelefonen.

Es ist keine Überraschung, dass diese Batterien auch die gewerbliche Industrie übernehmen. Fahrzeuge und Flugzeuge mit Kraftstoffantrieb gehören langsam der Vergangenheit an, da Lithiumbatterien modifiziert werden, um eine effizientere Energiequelle für solche Erfindungen bereitzustellen.

Definitionen des Energiegehalts von Lithiumbatterien

Eine Lithiumbatterie kann als fortschrittliche Form der Batterietechnologie definiert werden, bei der Lithiumionen als Hauptbestandteil ihrer Funktionalität verwendet werden. Die Frage, die die meisten Benutzer stört, ist jedoch, was in aller Welt diese Batterie im Vergleich zu anderen Zelltypen so energiereich macht. Um die Antwort zu erhalten, muss man den Energiegehalt in diesen Zellen verstehen und wissen, wie er funktioniert, um die Energie zu produzieren und zu nutzen.

Der Energiegehalt solcher Batterien bezieht sich auf die chemische Energie, die aus ihnen gewonnen und in elektrische Energie umgewandelt werden kann, die für verschiedene Leistungsgeräte verwendet wird. Andererseits kann die Energiedichte als die in den Zellen in Form von chemischer Energie gespeicherte Energiemenge beschrieben werden. Lithiumbatterien sollen daher im Vergleich zu anderen Zelltypen wie Blei und Nickel eine hohe Energiedichte aufweisen.

Lithiumzellen und insbesondere lithium-ionen-batterien weisen heute mit etwa 100 bis 265 Wh / kg oder 250 bis 670 Wh / l eine der höchsten Energiedichten der Branche auf. Darüber hinaus können sie etwa dreimal mehr Spannung liefern als andere Technologien wie Nickel- und Bleizellen. Sie können Höhen von bis zu erstaunlichen 3,6 V erreichen, was für Batterien ziemlich hoch ist.

Batterievergleich der Energiedichte

Ein Batterievergleich unterschiedlicher Energiedichte kann sich als eine ziemliche Herausforderung erweisen, und jeder tatsächliche Vergleich sollte auf tatsächlichen Beweisen beruhen. Da es eine Vielzahl von Herstellern gibt, arbeiten Batterien unterschiedlich und mit unterschiedlichen Energiedichten. All dies hängt davon ab, wofür sie erfunden oder optimiert wurden. Beim Vergleich sollte die tatsächliche Anwendung für den jeweiligen Batterietyp berücksichtigt werden, da dies die Leistung auf verschiedenen Ebenen bestimmt.

Es sind daher viele Faktoren zu berücksichtigen, wenn Sie die Energiedichten verschiedener Batterien vergleichen, um die richtige Präferenz für Ihre Zelle zu treffen. Blei-Säure-Batterien neigen dazu, die niedrigsten Energiedichten in dieser Technologie mit einem niedrigen Bereich von etwa 30 - 50 Wh / kg zu halten.

Zellen auf Nickelbasis werden direkt über den Blei-Säure-Batterien platziert, wobei NiCad etwa 45 bis 80 Wh / kg enthält, während NiMH etwa 60 bis 120 Wh / kg enthält.

Ganz oben auf der Liste stehen die Lithiumbatterien mit der höchsten Energiedichte. Mit einer Energiedichte von bis zu 200 Wh / kg je nach Klasse der Lithiumbatterien haben sie sich als die potenteste Energiequelle in der Batterieindustrie erwiesen. Lithium-Ionen-Zellen mit Kobaltkathoden halten die doppelte Energie einer Zelle auf Nickelbasis und die vierfache Energie einer Blei-Säure-Batterie und sind damit ein hervorragender Konkurrent.

Da sich viele Verbraucher immer mehr Batterielaufzeit gewünscht und gefordert haben, haben die Hersteller daraufhin mehr aktive Materialien in die Zellen gepackt. Dies ermöglichte es Lithiumbatterien, ihre Energiedichte zu verdoppeln und damit seit ihrem Beginn im Jahr 1991 an der Spitze der Nahrungskette zu stehen.

So schützen Sie den Energiegehalt von Lithiumbatterien

Die hohen Energiedichten von Lithiumbatterien sind nicht günstig. Je höher die Energiedichte, desto dichter waren die Zellen mit aktiven Materialien gefüllt. Wenn sich die Batterien ihrer theoretischen Energiedichtegrenze nähern, stehen neue Herstellungsverfahren und Sicherheitsmaßnahmen an, um dem Aussterben dieser Batterien entgegenzuwirken. Es gibt jedoch Möglichkeiten, wie Verbraucher zum Schutz des Energiegehalts in Lithiumbatterien beitragen können.

1. Halten Sie Ihre Lithiumbatterien bei Raumtemperatur

Die Raumtemperatur liegt zwischen 20 und 25 ° C. Wenn eine voll geladene Lithiumbatterie extremen Temperaturen ausgesetzt wird, kann dies zu einer Desorientierung der chemischen Zusammensetzung der Zellen und damit zu einer Verzerrung der Energiedichte führen. Es ist wahrscheinlich, dass die Zelle leckt, und dies ermöglicht eine schnellere Zersetzung des Batteriepacks, wodurch dessen Effizienz verringert wird. Ebenso passen sehr niedrige Temperaturen nicht gut zu Lithiumzellen, und die darin enthaltenen aktiven Materialien sind nicht dafür ausgelegt, solchen Bedingungen standzuhalten. Wenn sie Gefriertemperaturen ausgesetzt werden, kann dies den Energiegehalt beeinträchtigen.

2. Laden Sie Ihren lithium-akku nicht mit einem Blei-Säure-Ladegerät auf

Wie bereits erwähnt, beträgt die Energiedichte von Batterien auf Lithiumbasis das Vierfache der von Blei-Säure. Dies bedeutet, dass ihre Ladegeräte auch in Bezug auf Stromversorgung und Strom- oder Spannungsregelung variieren. Ein Blei-Säure-Ladegerät ist möglicherweise zu niedrig, um ein leistungsstarkes Lithium-Ladegerät aufzuladen. Das Testen dieser Theorie könnte zu einer Verzerrung des chemischen Gehalts in der Zelle führen und somit die darin enthaltene Energie negativ beeinflussen.

3. Manipulieren Sie nicht die Batterieeigenschaften oder das Gehäuse

Manipulationen an der ursprünglichen Einstellung der Batterie können zu einer schnelleren Verschlechterung führen, da sich der darin enthaltene chemische Gehalt geändert hätte. Dies würde wiederum die Batterie ineffizient machen, da die Energiedichte mit der Zeit schneller verblasst.

4. Bringen Sie keine Fremdstoffe in die Zellen ein

Ein solcher Vorgang neigt dazu, die chemische Zusammensetzung der Zellen zu desorientieren, was zu einer Verzerrung der anfänglichen Energiedichte führen kann.

Abschließende Gedanken

Lithiumbatterien katalysieren seit Jahrzehnten die technologische Entwicklung. Die immensen Beiträge der Batterie aufgrund des hohen Energiegehalts haben es der Menschheit ermöglicht, ideale Wege zu finden, um ihr Leben zu verbessern. Die Zukunft von Energie und Leben sieht rosig aus, wenn sie mit Lithiumbatterien betrieben wird.