Komponenten, Vorteile und Einschränkungen des Li-Ion-Telefonakkus

Warum ist der Li-Ionen-Akku der beste Akku für Telefone?

Lithium-Ionen-Batterien haben sich einen Ruf erarbeitet, den kein Produkt zumindest für das nächste Jahrzehnt oder so überwinden kann. Lithium-Ionen-Batterien haben sich als die einfachste Lösung für eine aufladbare Energiequelle erwiesen. Darüber hinaus wird heutzutage häufig Energie von erneuerbaren Ressourcen (Sonne und Wind) auf Lithium-Ionen-Batterien gespeichert.

Wissenschaftler glauben, dass es keinen Ersatz für Lithium-Ionen-Batterien gibt. Stattdessen besteht die gesamte vorliegende Forschungsarbeit darin, diese Batterien aufzurüsten. Seit der ersten Lithiumbatterie, die 1970 bis zu diesem Zeitpunkt entwickelt wurde, war alles, was vor Ort getan wurde, die Aufrüstung und Verbesserung derselben Batterie "Lithium-Ionen-Batterie".

Die aktuellen Forschungen konzentrieren sich auf die Entfernung der brennbaren Flüssigkeit aus dem Inneren der Lithium-Ionen-Batterien. Die Flüssigkeit, die dazu führen kann, dass sich diese Batterien entzünden. Das nennt das neue Upgrade eine Festkörperbatterie.

Erwähnenswert ist auch, dass die Lithium-Ionen-Batterien heute die wirtschaftlichste Lösung für tragbare Energiequellen sind. Ihre Herstellungspreise sind sehr erschwinglich geworden, so dass sie die erste Wahl für jeden einzelnen Hersteller von Mobiltelefonen, Laptops und sogar Elektroautos sind.

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

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Ein weiterer Grund, warum die Lithium-Ionen-Batterien - zumindest vorerst - unersetzlich sind, ist ihre Größe. Sie können Lithium-Ionen-Batterien problemlos in großen Mengen lagern. Sie sind kompakt, klein, flexibel und vielseitig. Sie können einfach und problemlos aufbewahrt werden. Nicht nur das, auch ihre Zeitspanne ist phänomenal. Eine Batterie wird häufig bis zu 10 Jahre gelagert, andere können länger als diesen Zeitraum gelagert werden.

Forschungen sind nun auch darauf spezialisiert, Lithium-Ionen-Energiespeicheraspekte insgesamt zu integrieren. Die Sache, mit der sie konfrontiert sind, ist jedoch, dass die Entladungsrate vergleichsweise gering ist. Die Herausforderung besteht nun darin, einen lithium-ionen-akku mit einem sehr langsamen Entladesystem zu versorgen, das irgendwann ziemlich lange hält. Darüber hinaus befassen sich die Forschungen auch mit den Abmessungen dieser Batterien. Sie müssen eine kleine Batterie mit einer übergroßen Kapazität bilden. Wie bereits erwähnt, hatten die Batterien der Elektroautos zuvor etwa zwei Töne, heutzutage sind sie nur noch 300 kg. Wenn sie es noch weniger machen, könnte es ein enormer Schritt in die richtige Richtung sein.

Darüber hinaus wird durch die Integration von Lithium-Ionen-Batterien in zusätzliche Anwendungen letztendlich die Erde gerettet. Das liegt daran, dass Sie - wie bereits erwähnt - jetzt Energie aus erneuerbaren Ressourcen in der Batterie speichern können. Dadurch wird die Notwendigkeit fossiler Brennstoffe verringert. Wenn es uns gelungen ist, den Bedarf an fossilen Brennstoffen sogar um 5% pro Jahr zu senken. Dann, in nur einem Jahrhundert, würde unser Planet vor den schädlichen Emissionen gerettet werden, die durch die Verwendung fossiler Brennstoffe entstehen.

Was befindet sich im Akku des Li-Ionen-Telefons?

In jeder Batterie gibt es zwei Elektroden, die für die Reaktion verantwortlich sind, die Energie liefert. Die Elektrode, die für die Freisetzung von Elektronen während der Entladung der Batterie verantwortlich ist, wird als Anode bezeichnet. Die Elektrode, die für die Absorption der Elektronen verantwortlich ist, die während der Entladung freigesetzt wurden, wird als Kathode bezeichnet. In einer Batterie sind die Elektroden so angeordnet, dass die Anode immer die negative Elektrode ist, während die andere Elektrode die Kathode immer die positive Elektrode ist.

In der Anode und damit in der Kathode in der Li-Ionen-Batterie sind Lithiumionen gespeichert. Der Elektrolyt in der Batterie transportiert die positiv geladenen Lithiumionen während des Entlade- und Ladevorgangs von der Anode zur Kathode und umgekehrt. Die Bewegung aller Lithiumionen innerhalb der Batteriezelle setzt die Elektronen in der Anode frei, wodurch am positiven Stromkollektor eine positive Ladung erzeugt wird. Danach fließt der elektrische Strom vom positiven zum negativen Stromkollektor und erzeugt Strom, der das Gerät betreibt.

Die Anode

Graphit ist das Material, das für die Herstellung der Anode in den meisten Li-Ionen-Batterien verwendet wird. Der in der Anode verwendete Graphit wird entweder synthetisch hergestellt, was als künstlicher Graphit bezeichnet wird, oder aus der Erde gewonnen, was als natürlicher Graphit bezeichnet wird. Der Graphit wird dann verarbeitet, bevor er auf einer Kupferfolie verwendet wird, die die Anode in der Li-Ionen-Batterie ist.

Lithium "als reines Material" wird dann als Ionensalz verwendet, das im Elektrolyten der Li-Ionen-Batterien gelöst ist; In einigen Batterien kann Lithium jedoch auch als Material für die Anode selbst verwendet werden.

In den Li-Ionen-Batterien muss das Material, aus dem die Anode besteht, einige Anforderungen erfüllen, wie:

• Das Material muss eine gute Leitfähigkeit und Porosität aufweisen.

• Es sollte leicht und langlebig sein.

• Es muss kostengünstig sein, Batterien billig zu halten.

• Das Material muss mit der Spannung der Kathode der Batterie übereinstimmen.

Die Kathode

Es gibt keine einzige Materialauswahl für die Herstellung der Kathode im Inneren des Li-Ionen-Akkus. Bei der Herstellung der Kathode muss das verwendete Material sehr rein sein. Das zur Herstellung der Kathode verwendete Material darf keine Verunreinigungen enthalten. Die Kathode besteht aus einer Mischung von Lithium und anderen Metallen. Beachten Sie, dass das Hauptelement hier Lithium ist. Während das Anodenmaterial in der Li-Ionen-Batterie gut optimiert ist, ist das Kathodenmaterial offen für Verbesserungen, und die heutigen Forschungen konzentrieren sich auf diesen speziellen Bereich.

Die Kathode im Inneren der Li-Ionen-Batterien enthält aktive "reine" Materialien. Es besteht aus Kobalt, Nickel und Mangan, die während einer Kristallstruktur präsentiert werden, die ein Multimetalloxidmaterial bildet. Im letzten Schritt wird der Mischung dann Lithium zugesetzt.

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

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Vor- und Nachteile des Li-Ionen-Akkus für das Telefon

Die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien hat einige Vor- und Nachteile.

Die Vorteile

• Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte als die zuvor verwendeten Nickel-Cadmium-Batterien.

• Lithium-Ionen-Batterien haben eine geringere Selbstentladungsrate als die anderen wiederaufladbaren Batterien.

• Lithium-Ionen-Batterien sind sehr wartungsarm.

• Sie sind weltweit weit verbreitet, und ihre Anzahl ist derzeit nicht knapp.

Die Nachteile

• Sie erfordern das Vorhandensein einer Schutzschaltung in ihrer Konstruktion.

• Sie erfahren Alterung und sterben im Laufe der Zeit vollständig.

• Lithium-Ionen-Batterien kosten 40% mehr als andere wiederaufladbare Batterien.

Obwohl sie in nahezu allen Bereichen eingesetzt werden, gelten sie immer noch als neue Technologie, und es gibt nicht genügend Forschungsergebnisse zu ihnen.