Lithium-Ionen Akkus

 

TechnikLithium-Ionen Batterien
Lithium ist eines der leichtesten Metalle, weist ein großes elektrochemisches Potential auf, sowie die größte Energiedichte. Die Anode von einem Lithium-Ionen-Akku enthält Lithium-Ionen, aufgelöst in Karbon (Kohlenstoff). Die Kathode wird geformt aus Lithium-Oxid in Verbindung mit den Metallen Cobalt oder Mangan. Das Elektrolyt besteht aus Lithium-Salz. Eine Li-Ionen Batterie kann pro Kilogramm deutlich mehr Energie abspeichern als ein NiMh-Akku (140Wh/kg Energiedichte). Das Leistungsvermögen liegt bei dieser Batteriesorte wesentlich höher als bei NiMh oder NiCd. Jede Li-Ionen-Zelle weist eine Spannung von 3.6 Volt auf; für Digitalkameras und Handys sind sie daher besonders gut geeignet. Bei NiMh beträgt die Spannung im Vergleich nur 1.2 Volt, so dass drei Mal mehr Zellen nötig wären, um die Spannung von Lithium-Ionen zu erreichen. Als Alternative zur Zylinderform exitistiert die Quaderform, die es ermöglicht flache und dünne Akkupacks herzustellen. Die prismatischen Zellen haben eine leicht geringere Energiedichte und kosten in der Produktion mehr. 

 

 

Gebrauch
Lithium-Ionen-Akkus sind momentan eine der populärsten Akkusorten, die man in den verschiedensten tragbaren Geräten wiederfindet. Sie haben keinen Memory-Effekt, das beste Energie/Gewichtsverhältnis und eine äußerst geringe Selbstentladung (weniger als die Hälfte von einer NiMh-Zelle). Eine Li-Ionen-Batterie bedarf keiner Wartung. Ein Verlust an Kapazität tritt altersbedingt auf, ganz gleich, ob die Batterie nun verwendet wird oder nicht. Es ist sogar so, dass dieser Verschleissprozess direkt nach der Produktion in der Fabrik beginnt! Ein bei 25° gelagerter Akku verliert ca. 20% seiner Leistung pro Jahr. Bei höheren Temperaturen entsprechend mehr. Ein Laptop-Akku sollte daher alle 3-5 Jahre ausgetauscht werden.

 

 

Laden - Entladen
Man sollte einen Li-Ionen-Akku lieber öfter laden, auch wenn dieser noch nicht leer ist. Empfehlenswert ist es diesen bei einer Restkapazität von 20% wieder aufzuladen. In der Regel schaltet sich ein Laptop automatisch ab, wenn die Kapazität auf unter 3% fällt. So ein Akku hält länger, wenn er niemals vollständig entladen witrd. Eine komplette Entladung kann diesen irreparabel beschädigen; eine zu lange Spannung kann sogar den Sicherheitskreislauf ausschalten. Nach dem Aufladen ist es möglich den Li-Ionen-Akku am Netzteil angeschlossen zu lassen ohne dass der Memory-Effekt eintritt, wie das z.b. bei Akkus, die Nickel enthalten der Fall ist. Aber wegen der hohen Temperatur, die sich im Akkufach bildet, ist es doch besser den Li-Ionen-Akku nach dem Laden aus dem Laptop herauszunehmen oder das Netzteil abzutrennen. Denn Li-Ionen-Zellen bevorzugen eine Umgebung unter 25°. Im Vergleich zu NiMH ist die Ladespannung bei der Li-Ionen-Batterie entscheidend. Sie darf nicht höher sein als 4.2 Volt. Ebenso schader der Li-Ionen.Zelle eine zu geringe Spannung. Daher sollte stets ein geeignetes Ladegerät verwendet werden, das für die richtige Spannung und den nötigen Schutz vor Überhitzung minimiert, wodurch das Risiko einer Selbstentflammung verhindert wird.

 

 

Vorteile

• Hohe Energiedichte
• Kompakte Form mit hoher Zellspannung (3.7 Volt)
• Keine Wartung nötig
• Niedrige Selbstentladung
• Kein Memory-Effekt

 

 

Nachteile

• Verschleiß beginngt direkt nach der Herstellung
• Nicht resistent gegenüber Tiefenentladung
• Nicht widerstandsfähig gegenüber Hitze und Kälte

 

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