Lithium-Ionen-Batterien bestimmen täglich das Leben von Millionen Menschen. Von Laptops und Mobiltelefonen bis hin zu Hybridfahrzeugen und Elektroautos erfreut sich diese Technologie aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Energiedichte und ihrer Aufladefähigkeit immer größerer Beliebtheit.
Wie funktioniert es also?
Diese Animation führt Sie durch den Prozess.
DIE GRUNDLAGEN
Eine Batterie besteht aus Anode, Kathode, Separator, Elektrolyt und zwei Stromabnehmern (positiv und negativ). Anode und Kathode speichern das Lithium. Der Elektrolyt transportiert positiv geladene Lithiumionen von der Anode zur Kathode und umgekehrt durch den Separator. Durch die Bewegung der Lithiumionen entstehen in der Anode freie Elektronen, die am positiven Stromkollektor eine Ladung erzeugen. Der elektrische Strom fließt dann vom Stromkollektor durch ein mit Strom versorgtes Gerät (Mobiltelefon, Computer usw.) zum negativen Stromkollektor. Der Separator blockiert den Elektronenfluss innerhalb der Batterie.
LADEN/ENTLADEN
Während sich die Batterie entlädt und elektrischen Strom liefert, gibt die Anode Lithiumionen an die Kathode ab und erzeugt so einen Elektronenfluss von einer Seite zur anderen. Beim Anschließen des Geräts geschieht das Gegenteil: Lithium-Ionen werden von der Kathode abgegeben und von der Anode aufgenommen.
ENERGIEDICHTE VS. LEISTUNGSDICHTE Die beiden am häufigsten mit Batterien verbundenen Konzepte sind Energiedichte und Leistungsdichte. Die Energiedichte wird in Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) gemessen und ist die Energiemenge, die die Batterie im Verhältnis zu ihrer Masse speichern kann. Die Leistungsdichte wird in Watt pro Kilogramm (W/kg) gemessen und ist die Energiemenge, die die Batterie im Verhältnis zu ihrer Masse erzeugen kann. Um ein klareres Bild zu zeichnen, denken Sie an die Entwässerung eines Pools. Die Energiedichte ist ähnlich der Größe des Beckens, während die Leistungsdichte vergleichbar ist mit einer schnellstmöglichen Entleerung des Beckens. Das Büro für Fahrzeugtechnologien arbeitet daran, die Energiedichte von Batterien zu erhöhen, gleichzeitig die Kosten zu senken und eine akzeptable Leistungsdichte aufrechtzuerhalten. Weitere Batterieinformationen finden Sie unter:
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26.06.2022