Was ist eine Batteriezelle?

Eine Batteriezelle speichert elektrische Energie durch einen elektrochemischen Prozess und ist die Grundeinheit einer Batterie. Typischerweise besteht ein elektrochemisches System aus zwei Elektroden, der Kathode (positive Elektrode) und der Anode (negative Elektrode). Ein Elektrolyt ist eine Substanz, die die Elektrolyte trennt, die Bewegung von Ionen ermöglicht und gleichzeitig den direkten Kontakt zwischen Anode und Kathode verhindert.

Beim Ladevorgang wandern die Lithium-Ionen aufgrund der elektrochemischen Reaktion der Batteriezelle von ihrem Speicher, also der Kathode, zur Anode. Wenn der Entladevorgang stattfindet, geschieht das Gegenteil des ersteren, da die gespeicherten Lithiumionen von der negativen Elektrode zurück zur positiven Elektrode wandern, was zur Erzeugung eines elektrischen Stroms führt, der verschiedene Geräte mit Strom versorgt.

Batteriezellen haben in der Regel unterschiedliche chemische Zusammensetzungen, von denen jede unterschiedliche Vorteile, Einschränkungen und Eigenschaften aufweist. Zu den allgemein bekannten Batteriezellen gehören unter anderem Lithium-Polymer (Li-Polymer), Nickel-Metallhydrid (NiMH), Lithium-Ionen (Li-Ion), Blei-Säure und Nickel-Cadmium (Ni-Cd).

Woraus besteht eine Batteriezelle?

Eine Batteriezelle besteht aus den folgenden Komponenten:

Elektroden: Die Batteriezelle enthält zwei Elektroden – die Kathode und die Anode. Sie bestehen aus verschiedenen Materialien, um die Ionenbewegung während der Lade- und Entladezyklen zu erleichtern. Der Elektrolyt ist eine chemische Substanz, die die Elektroden in einer Batteriezelle trennt. Je nach Batterietyp kann es entweder in Gel-, fester oder flüssiger Form vorliegen und ermöglicht die Bewegung von Ionen zwischen Anode und Kathode.

Separator: Um den direkten Kontakt mit den Elektroden zu verhindern, wird ein poröses Material namens Separator verwendet. Es gewährleistet die Sicherheit der Batterie während des Betriebs und trägt dazu bei, den ordnungsgemäßen Ionenfluss innerhalb der Zelle aufrechtzuerhalten.

Stromkollektoren: Der elektrische Stromfluss zwischen dem externen Stromkreis der Batteriezelle und den Elektroden wird durch leitfähige Materialien, sogenannte Stromkollektoren, ermöglicht.

Gehäuse: Hängt vom Batterietyp ab; Die Zelle ist in einem Gehäuse aus verschiedenen Materialien untergebracht. Es wird auch Gehäuse genannt und verhindert, dass äußere Einflüsse die Leistung des Akkus beeinträchtigen, und schützt gleichzeitig die internen Komponenten.

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

Weiterlesen

Anschluss: Die Batteriezelle besteht aus zwei Anschlüssen (dem Pluspol und dem Minuspol), die als Anschlusspunkte für den externen Stromkreis dienen, um während des Entladezyklus Strom aus der Zelle zu beziehen.?

Unterschied zwischen Zelle und Batterie

Wenn man sich auf elektrochemische Geräte bezieht oder diese beschreibt, die zur Speicherung elektrischer Energie verwendet werden, werden im Bereich der Energiespeicherung häufig die Begriffe Zelle und Batterie verwendet. Die beiden Konzepte sind verwandt, haben jedoch unterschiedliche Bedeutungen.

Zelle

Die Grundeinheit eines elektrochemischen Energiespeichers wird Zelle genannt. Es besteht aus zwei Elektroden und einem Elektrolyten. Die Kathode ist die positive Elektrode, die Anode ist die negative Elektrode und der Elektrolyt ist das Medium, das sie trennt. Während des Ladevorgangs der Zelle kommt es zu einer elektrochemischen Reaktion, die dazu führt, dass die Ionen von der Kathode zur Anode wandern. Bei der Entladung geschieht das Umgekehrte, da die gespeicherten Ionen zurück zur Kathode wandern und dort elektrische Ströme erzeugen. Zellen sind für die meisten praktischen Anwendungen nicht direkt geeignet, da sie typischerweise klein sind, eine geringe Kapazität haben und eine relativ niedrige Spannung haben.

Batterie

Andererseits wird die Ansammlung mehrerer Zellen, die in einer bestimmten Anordnung oder Konfiguration verbunden sind, als Batterie bezeichnet. Batterien eignen sich für den Einsatz in Geräten und Anwendungen, da sie durch die Kombination der einzelnen elektrischen Leistungen der Zellen höhere Kapazitäten und Spannungen erreichen können. Ein Akku kann aus Hunderten oder Tausenden Zellen bestehen, wie in einem Elektrofahrzeug, oder aus wenigen Zellen, wie in einem Laptop- oder Smartphone-Akku. Sie sind in verschiedenen Größen und Formen erhältlich und werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die von kleinen elektronischen Geräten bis hin zu industriellen Großanwendungen reichen.?

Wie sieht eine Batteriezelle aus?

Das äußere Erscheinungsbild einer Batteriezelle hängt vom Design und Typ der Batterie ab. Verschiedene Arten von Batteriezellen gibt es in unterschiedlichen Größen, Formen und Erscheinungsbildern. Zu den gängigen Batteriezellentypen und ihrem Aussehen gehören:

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

Weiterlesen

1. Zylindrische Lithium-Ionen-Zelle

Es gehört zu den häufigsten Batteriezellentypen. Es wird häufig in Unterhaltungselektronik und -geräten wie Elektrowerkzeugen und Laptops verwendet. Es hat ein Metallgehäuse und ist zylindrisch. Die positiven und negativen Anschlüsse befinden sich an der Kappe oder Oberseite der Zelle.

2.Prismatische Lithium-Ionen-Zelle (Li-Ion).

Diese haben eine eher quadratische oder rechteckige Form, was eine effiziente Raumnutzung in bestimmten Geräten ermöglicht. Sie sind häufig in schlanken elektronischen Geräten wie Tablets und Smartphones zu finden. Die positiven und negativen Anschlüsse befinden sich hier auf gegenüberliegenden Seiten der Zelle.?

3.Pouch (Li-Polymer)-Zelle

Als Außenhülle nutzen Pouch-Zellen eine Aluminium-Kunststoff-Folie oder ein flexibles Polymer. Sie werden häufig in leichten und schlanken Geräten verwendet und können individuell geformt werden. Sie kommen häufig in Smartwatches, Smartphones und einigen tragbaren Elektronikgeräten vor.

4. Blei-Säure-Zelle

Diese sind häufig in unterbrechungsfreien Stromversorgungen und Automobilanwendungen zu finden. Sie sind groß und rechteckig und werden hauptsächlich in Blei-Säure-Batterien verwendet. Eine Blei-Säure-Batterie enthält in Schwefelsäure getauchte Bleiplatten und mehrere Zellen sind miteinander verbunden.?

5.Knopfzelle

Hierbei handelt es sich um kleine und runde Batterien, die häufig in Taschenrechnern, Uhren und anderen kleinen elektronischen Geräten verwendet werden. Sie haben ein Metallgehäuse in kompakter Zylinderform. Der Minuspol befindet sich unten, während der Pluspol oben liegt.

6.Nickel-Cadmium- (Ni-Cd) und Nickel-Metallhydrid-Zellen (NiMH).

Diese Zellen werden hauptsächlich in älteren wiederaufladbaren Batterien und Anwendungen wie schnurlosen Elektrowerkzeugen verwendet. Oft sind sie prismatisch oder zylindrisch. Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von Li-Ionen-Batterien werden sie jedoch im Laufe der Zeit immer seltener.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Zelle der Grundbaustein eines elektrochemischen Energiespeichergeräts ist. Es besteht aus der Kathode, der Anode und einem Elektrolyten. Eine Batterie ist eine Ansammlung verbundener Zellen, die eine Energiespeichereinheit mit höherer Kapazität und Spannung bilden. Die beiden ermöglichen die Speicherung und Bereitstellung elektrischer Energie für verschiedene Anwendungen und Geräte. Die Batterietechnologie entwickelt sich ständig weiter und es könnten neue Formfaktoren und Designs entstehen.