Batteriekomponenten - Batterietyp und Vergleich

Batterien spielen eine große Rolle bei der Verbesserung unseres Lebens. Sie haben vielleicht bemerkt, dass die meisten Geräte, die wir heute haben, Batterien mit Strom versorgen.

Viele Menschen kennen jedoch nur das Aussehen von Batterien und ihr Aussehen. Es ist ihnen egal, was in den Batterien ist. Und doch hilft es sehr, Entscheidungen zu treffen, die ihre Wahl beeinflussen.

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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Verstehen Sie, dass sich Batterien stark weiterentwickelt haben. Deshalb finden Sie heute leistungsstärkere Batterien mit besserer Kapazität.

In diesem Leitfaden betrachten wir Komponenten verschiedener Batterietypen. Weiterlesen.

Komponenten von Lithium-Ionen-Batterien

Ist Ihnen aufgefallen, wie sehr sich die Technik bei Haushaltsgeräten verändert hat? Viele Hersteller beeilen sich beispielsweise, kabellose Stabstaubsauger zu entwickeln. Der Vorteil besteht darin, dass Sie sich nicht mit dem Anschließen langer und umständlicher Codes abmühen müssen.

Lithium-Ionen-Batterien spielen bei dieser Entwicklung eine große Rolle. Dies sind leichte, energiereiche Batterien, die die beste Leistung bieten. Ihre Kapazität ist besser als bei jeder anderen Batterie.

Was macht lithiumbatterien so effizient? Es hat meistens etwas mit ihrer Zusammensetzung zu tun.

Hier sind die vier Hauptkomponenten von Lithium-Ionen-Batterien:

Kathode

Die Kathode bestimmt die Spannung und Kapazität der Batterien. Wie der Name schon sagt, verwenden Lithium-Ionen-Batterien chemische Reaktionen von Lithiummetall, um Strom zu erzeugen. Und deshalb wird Lithium in die Batterie eingesetzt. Dieser Raum, in dem Lithium sitzt, nennen wir die Kathode.

Lithium ist in seiner elementaren Form ziemlich instabil. Es kann ernsthafte Schäden verursachen, wenn es in diesem Zustand nicht aktiviert wird. Daher wird es mit Sauerstoff kombiniert, um Lithiumoxid als Kathode zu bilden.

Das Aktivmaterial ist das Material, das die Elektrodenreaktion der Batterie umsetzt. Und das ist die Kathode in einer Lithium-Ionen-Batterie.

Ein genauerer Blick auf die Kathode zeigt eine dünne Aluminiumfolie, die zum Halten des Rahmens der Kathode verwendet wird. Es verfügt über eine Beschichtung aus einer Verbindung aus Aktivmaterial, leitfähigem Additiv und einem Bindemittel.

Außerdem trägt das Aktivmaterial Lithiumionen. Ein leitfähiges Additiv ist enthalten, wodurch es zu einem besseren Leiter wird.

Die Kathode ist eine der wichtigsten Komponenten einer Batterie, wenn es um den Gesamtcharakter der Batterie geht. Dies liegt daran, dass die Art des in der Kathode verwendeten Materials die Kapazität dieser Batterie bestimmt. Es ist daher wichtig, einen Teig basierend auf dem zu wählen, was Sie im aktiven Material sehen.

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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Anode

Von der Kathode finden Sie die Anode, die Elektronen durch den Draht schickt. Es ist auch mit einem aktiven Material beschichtet, um es leitfähiger zu machen. Das aktive Material auf der Anode ermöglicht den Stromfluss durch den Stromkreis. Gleichzeitig ermöglicht es die reversible Aufnahme oder Emission von Lithiumionen über die Anode freizusetzen.

Während des Ladevorgangs speichert die Anode Lithium-Ionen. Und wenn Sie einen Stromkreis schließen, fließen die Ionen über die Elektrode zur Kathode zurück – das nennen wir Entladung. Während dies geschieht, bewegen sich die Elektronen der Lithiumionen entlang des Drahtes, um elektrische Energie zu erzeugen.

Elektrolyt

Der Begriff Elektrolyt ist bei der Erklärung von Kathode und Anode gebräuchlich. Wir sagten, Lithiumionen bewegen es, während sich die Elektronen durch den Draht bewegen. Deshalb können wir Strom aus Batterien nutzen.

Es wird ein großes Problem für die Anwendungen verursachen, wenn die Ionen durch den Elektrolyten fließen. Daher ist es ein sehr wichtiger Bestandteil. Es ist das Bewegungsmedium für Lithium-Ionen zwischen den beiden Enden der Batterie. Daher besteht es aus Materialien mit hoher Ionenleitfähigkeit.

Ein Elektrolyt besteht aus Salzen, Lösungsmitteln und Zusatzstoffen. Die Salze ermöglichen die Bewegung von Lithiumionen, Lösungsmittel lösen das Salz und die Additive spielen eine bestimmte Rolle.

Der Separator

Wir haben gesehen, dass Anode und Kathode die Grundleistung Ihrer Batterie bilden. Der Elektrolyt und die separate Batterie machen die Verwendung der Batterie sicherer.

Wie der Name schon sagt, trennt es Kathode und Anode. Es verhindert auch die direkte Bewegung von Elektronen und lässt selektiv nur die Ionen durch. Daher sollte dieses Material alle physikalischen und elektrochemischen Bedingungen erfüllen.

Die meisten Batterien verwenden Separatoren aus einem Kunstharz wie Polyethylen und Polypropylen.

Komponenten für Elektroautobatterien

Batteriepacks für Elektrofahrzeuge gibt es in komplexen Designs. Sie variieren auch je nach Hersteller. Es gibt jedoch bestimmte mechanische und elektrische Komponenten, die allen gemeinsam sind.

Ausgehend von den eigentlichen Batteriezellen finden Sie je nach Herstellerwunsch unterschiedliche Chemie, physikalische Formen und Größen.

Ein akkupack besteht aus vielen Zellen in Reihen- und Parallelschaltung. Eine EV-Batterie kann aus mehreren hundert Einzelzellen mit jeweils 3-4 Volt Nennspannung bestehen.

Ein großer Stapel von Zellen wird in kleineren Stapeln gruppiert, die sie Module nennen. Mehrere Module werden in einem einzigen Pack platziert, in dem die Zellen zusammengeformt werden, um den elektrischen Pfad zu vervollständigen. Module können auch mit Kühlsystemen, Temperaturmonitoren und anderen Teilen geliefert werden, die die Leistung verbessern. In vielen Fällen sind es die Module, die die Spannungsproduktion in jeder Zelle mithilfe eines Batteriemanagementsystems überwachen.

Eine weitere wichtige Komponente in einem Batteriestapel ist die Sicherung. Dieses Bauteil begrenzt den Stromfluss im Kurzschlussfall.

Abgesehen von diesen Teilen haben EV-Batterien auch Relais oder Auftragnehmer, die die elektrische Leistung innerhalb des Batteriepakets steuern. Die meisten Batterien haben mehr als zwei Relais, die zwischen dem Plus- und dem Minuspol geschaltet sind.

Das Batteriemanagementsystem steuert die Gesamtfunktion der Batterie. Es enthält Temperatur-, Spannungs- und Stromsensoren. Diese Sensoren sammeln Daten für eine optimale Leistung.

Komponenten von Festkörperbatterien

Lithium-Ionen-Batterien weisen, wie oben diskutiert, einen Separator auf, der die Kathode und Anode innerhalb des flüssigen Elektrolyten getrennt hält. Auch eine Festkörperbatterie hat diese Komponenten, nur dass sie statt einer flüssigen Lösung einen Festelektrolyten verwendet. Deshalb ist es solide.

Ein Festkörperakku bietet mehr Benutzersicherheit als ein lithium-ionen-akku. Es hat verbesserte Stabilität, solide Konstruktion und mehr Sicherheit. Die Batterie behält ihren physikalischen Zustand auch bei beschädigtem Elektrolyt bei.

Das Anodenmaterial enthält Kohlenstoff, Titanate, Li-Legierungen und metallisches Lithium. Die Kathode weist Li-basierte Oxide und Phosphat, Vanadiumoxid und mikrostrukturelle 5 V-Materialien auf. Im Festkörper werden Polymer- und Keramikelektrolyte verwendet.