Die 4 Lithium-Ionen-Chemie und ihre Funktionen für Batterien
Die 4 Lithium-Ionen-Chemie und ihre Funktionen für Batterien
Als Neuling auf dem Block wird Lithium-Ion als Oberbegriff für jede Art von Lithium-Ionen-Batterie.
Das ist nicht der Fall!
Batteriehersteller haben die traditionelle Lithium-Ionen-Chemie optimiert, um über ein Dutzend chemischer Zusammensetzungen einzuführen, die dazu beigetragen haben, den Anwendungsbereich zu erweitern.
Wenn Sie noch nicht davon gehört haben, werden in diesem Artikel 4 der gebräuchlichen Lithium-Ionen-Batterie-Chemien und ihre Funktionen beschrieben.
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Lithiumkobaltoxid
Diese Batteriechemie, auch Lithiumkobaltat genannt, verwendet Lithiumcarbonat und Kobalt als primäre energieleitende Materialien. Sie verfügen über eine Kohlenstoff-Graphit-Anode und eine Kobaltoxid-Kathode.
Eine hohe Energiedichte ist das herausragende Merkmal von Lithium-Kobalt-Oxid-Batterien. Höhere Energiedichten garantieren eine längere Laufzeit. Diese Funktion macht es zu einer idealen Option für mobile Geräte wie Laptops, Mobiltelefone, Tablets und Kameras.
Diese Lithium-Ionen-Chemie hat auch ihre Schattenseiten, darunter eine kurze Haltbarkeit und häufiges Aufladen aufgrund geringerer Ladekapazitäten. Auch bei extrem heißen und kalten Temperaturen kann die Sicherheit ein Thema sein.
Lithiumeisenphosphat
LFP-Batterien, wie sie auch genannt werden, Lithium-Eisen-Phosphat-Chemie verwenden LiFePO4 als Kathodenmaterial und eine Graphitelektrode.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien bieten im Vergleich zu Blei-Säure-Pendants sowie anderen Lithium-Ionen-Chemikalien bei weitem die besten Vorteile. Sie erhalten durchschnittlich 5000 Zyklen ohne aktive Wartung oder Leistungseinbußen. Sie packen Leistung in einer kompakten, leichten Batterie, die fast halb so groß und schwer ist wie eine Blei-Säure-Batterie. Schnelle Aufladezyklen reduzieren Betriebsausfallzeiten, während ein integriertes BMS Zuverlässigkeit und Sicherheit gewährleistet.
Der größte Nachteil einer Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie sind jedoch ihre Kosten. Es ist das teuerste im Regal. Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind die erste Wahl für Elektrofahrzeuge wie Motorräder, Golfwagen und Wohnmobile.
Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid
Diese Batterien kombinieren Nickel, Mangan und Kobalt als Material für die Kathode. Der Prozentsatz jedes Elements variiert je nach Hersteller.
Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Batterien bieten entweder eine hohe Energiedichte oder eine hohe Leistungsdichte. Mangan sorgt für einen geringen Innenwiderstand. Nickel steigert die hochspezifische Energie, verringert jedoch die Gesamtstabilität. Aufgrund der schnellen Entlade- und Laderate sind diese Chemikalien für den Umgang mit schwereren Maschinen wie Gabelstaplern, Wohnmobilen und kabellosen Elektrowerkzeugen ausgelegt.
Eine niedrige thermische Durchgehtemperatur ist einer der Nachteile von Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid-Batterien. Es umfasst die Sicherheit der Batterien im Vergleich zu LFPs.
Lithiummanganoxid
Wenn Sie nach einer Batterie suchen, die bei hohen Temperaturen gut funktioniert, ist die Lithium-Mangan-Chemie ein guter Konkurrent.
Die erste Zellkathode aus Lithium-Mangan-Oxid stammt aus dem Jahr 1996. Die dreidimensionale Spinellstruktur verbessert die Strombelastbarkeit und sorgt für einen geringeren Innenwiderstand.
Im Vergleich zu allen Lithium-Ionen-Chemikalien sind Lithium-Mangan-Oxide die sichersten. Daher finden sie Anwendung in medizinischen Geräten und Werkzeugen. Sie sind auch in Laptops, Elektrofahrrädern und Elektrowerkzeugen verbaut. Sie sind auch für ihre hohen Entlade- und Laderaten bekannt.
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Um zu wissen, welche der Lithium-Ionen-Chemikalien zu wählen sind, müssen mehrere Parameter wie Energiebedarf, Wartung, Stromentladungshandhabung und Aufladung, Sicherheit und Kosten berücksichtigt werden. Vielleicht möchten Sie auch Ihren Akku an die Anwendung anpassen.
