Lithium-Ionen-Akku-Mechanismus und Vorteile
Lithium-Ionen-Akku Zellen haben das Potenzial, eine der wichtigsten Erfindungen der Automobilgeschichte zu werden, weil sie Elektroautos möglich gemacht haben. Strombetriebene Fahrzeuge könnten die Zukunft in einer Welt sein, die versucht hat, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Sony vermarktete die Lithium-Ionen-Zellen 1991.
Was ist eine Lithium-Batterie?
Lithium-Ionen-Batterien beziehen sich auf wiederaufladbare Geräte, die hauptsächlich für tragbare elektronische Geräte und Elektroautos verwendet werden. Ihre Verwendung hat in der Luft- und Raumfahrt und im militärischen Bereich stetig zugenommen.
Sind Lithium-Batterien wiederaufladbar? Ja, das sind sie. Ein Grund für ihre himmelhohe Beliebtheit ist ihre Auflade- und hohe Speicherkapazität. Sie können eine hohe Menge an Energie in einen kleinen Bau packen, was die Automobilindustrie und andere Branchen suchen.
Ein Gerät kann 200 Wattstunden Leistung in ein einziges Kilogramm Körper packen, was eine Energiedichte von 200 Wh / kg bedeutet. Eine solche Energiekapazität ist ein großer Sprung gegenüber der alten Blei-Säure-Batterie. Verschiedene Forschungen sind im Gange, um die Leistung dieser Batterien weiter zu verbessern.
Lithium-Ionen-Batterietechnologie
Der Arbeitsmechanismus einer Lithiumbatterie basiert auf der hochreaktiven Natur von Lithium-Ionen. Diese Ionen sind eigentlich Lithiumatome abzüglich eines Elektrons, was es zu einer positiven Elektronenladung macht.
Zum Zeitpunkt der Entladung erzeugt die Anode (positiv geladene Elektrode) diese Ionen, die dann die Kathode (die negativ geladene Elektrode) erreichen, indem sie einen Separator und einen flüssigen Elektrolyten passieren.
Ionen vereinigen sich wieder mit Elektronen in der Kathode und bleiben im gleichen Zustand, bis die Batterie an ein Ladegerät angeschlossen wird, das den gesamten Prozess umgekehrt wiederholt. Die Verbindung von Ionen mit Elektronen erzeugt eine elektrische Energie, die verwendet werden kann, um verschiedene Dinge zu betreiben.
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Warum wird Lithium in Batterien verwendet?
Die Antwort ist einfach: wegen ihrer vielfältigen Vorteile. Ein Lithium-Ionen-Akku kommt mit zwei einzigartigen Vorteilen, die in den konkurrierenden Technologien fehlen.
Viel Leistung in kompakter Größe.
Nehmen Sie jede Art von wiederaufladbaren Batterien mit der gleichen Leistungskapazität, und Lithium-Ionen-Einheiten werden als die leichtesten herauskommen. Ihre Hauptelemente sind Lithium und Kohlenstoff, die leicht sind.
Der Hauptgrund für das geringe Gewicht ist jedoch die hochreaktive Natur von Lithium, die es ermöglicht, viel Energie in seinen atomaren Bindungen zu speichern. Aus diesem Grund ist die Energiedichte dieser Geräte bei allen Batterietypen höher.
Zum Beispiel kann eine Standard-1-kg-Lithium-Ionen-Einheit 150 Wattstunden Ladung speichern, während die Kapazität eines NiMH (Nickel-Metallhydrid) mit dem gleichen Gewicht etwa 60 bis 70 Wattstunden beträgt. Eine Blei-Säure-Batterie ist in diesem Fall am wenigsten wünschenswert, da ihre Kapazität nur 25 Wattstunden pro Kilogramm beträgt.
Keine Ladung verlieren.
Ein Lithium-Ionen-Akku hält seine Ladung, was ihm einen Vorteil gegenüber anderen Zelltypen verschafft. Während eine NiMH-Einheit 20% ihrer Ladung pro Monat verliert, sind es nur 5% für eine Li-Ionen-Einheit. Es kann zahlreiche Lade- und Entladezyklen durchlaufen und benötigt keine vollständige Entladung, bevor es aufgeladen wird.
Obwohl Lithium-Ionen-Batterien nicht lange halten und bei hohen Temperaturen ein Sicherheitsrisiko darstellen, haben sie keine Konkurrenz, wenn es um Elektronik und Elektrofahrzeuge geht.
