Li-Ionen-Akkus sind fast überall.Sie werden in Anwendungen von Mobiltelefonen und Laptops bis hin zu Hybrid- und Elektrofahrzeugen eingesetzt.Lithium-Ionen-Batterien werden auch in Großanwendungen wie unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USVs) und stationären Batterie-Energiespeichersystemen (BESSs) immer beliebter.
Eine Batterie ist ein Gerät, das aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen mit externen Anschlüssen zur Stromversorgung elektrischer Geräte besteht.Wenn eine Batterie elektrische Energie liefert, ist ihr Pluspol die Kathode und ihr Minuspol die Anode.Der negativ markierte Anschluss ist die Quelle der Elektronen, die durch einen externen Stromkreis zum positiven Anschluss fließen.
Wenn eine Batterie an eine externe elektrische Last angeschlossen wird, wandelt eine Redox-(Reduktions-Oxidations-)Reaktion energiereiche Reaktanten in energieärmere Produkte um, und die freie Energiedifferenz wird als elektrische Energie an den externen Stromkreis geliefert.Historisch gesehen bezog sich der Begriff „Batterie“ speziell auf ein Gerät, das aus mehreren Zellen besteht;Die Verwendung hat sich jedoch so entwickelt, dass sie Geräte umfasst, die aus einer einzigen Zelle bestehen.
Wie funktioniert ein Lithium-Ionen-Akku?
Die meisten Lithium-Ionen-Batterien haben ein ähnliches Design, bestehend aus einer positiven Elektrode (Kathode) aus Metalloxid, die auf einen Stromabnehmer aus Aluminium aufgetragen ist, einer negativen Elektrode (Anode) aus Kohlenstoff/Graphit, die auf einem Stromabnehmer aus Kupfer aufgetragen ist, einem Separator und einem Elektrolyten aus Lithiumsalz in einem organischen Lösungsmittel.
Während sich die Batterie entlädt und elektrischen Strom liefert, transportiert der Elektrolyt positiv geladene Lithium-Ionen von der Anode zur Kathode und umgekehrt durch den Separator.Die Bewegung der Lithium-Ionen erzeugt freie Elektronen in der Anode, die eine Ladung am positiven Stromkollektor erzeugen.Der elektrische Strom fließt dann vom Stromabnehmer durch ein mit Strom versorgtes Gerät (Handy, Computer usw.) zum negativen Stromabnehmer.Der Separator blockiert den Elektronenfluss innerhalb der Batterie.
Während des Ladevorgangs legt eine externe elektrische Stromquelle (der Ladeschaltkreis) eine Überspannung an (eine höhere Spannung als die Batterie erzeugt, mit gleicher Polarität), wodurch ein Ladestrom innerhalb der Batterie von der positiven zur negativen Elektrode fließt. dh in der umgekehrten Richtung eines Entladungsstroms unter normalen Bedingungen.Die Lithium-Ionen wandern dann von der positiven zur negativen Elektrode, wo sie in einem als Interkalation bezeichneten Prozess in das poröse Elektrodenmaterial eingebettet werden.
Postzeit: 26. Juni 2022