Lithium-Ionen-Batterien

Technik

Lithium-Ionen-Batterien Lithium ist das leichteste aller Metalle, hat ein großes elektrochemisches Potenzial und die größte Energiedichte. Die Anode einer Lithium-Ionen-Batterie enthält Lithiumionen, die in Kohlenstoff (Carbon) gelöst sind. Die Kathode besteht aus einem Lithiumoxid mit der Metallart Kobalt oder Mangan. Der Elektrolyt besteht aus Lithiumsalz. Die Li-Ionen-Batterie kann deutlich mehr Energie pro Kilogramm speichern als eine NiMH-Batterie (140Wh/kg Energiedichte). Die Leistungsdichte dieses Batterietyps ist jedoch geringer als die von NiMH und NiCd. Jede Li-Ionen-Zelle hat eine hohe Spannung von 3,6 Volt; für Kameras und Mobiltelefone reicht daher oft eine Zelle aus. Bei einem NiMH-Akku bräuchte man sofort drei 1,2-Volt-Zellen, um die gewünschte Spannung zu erreichen. Die zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen haben eine rechteckige Form, so dass sie in sehr flache Batteriepakete passen. Diese prismatischen Zellen haben eine etwas geringere Energiedichte und sind in der Herstellung teurer.

Verwendung

Lithium-Ionen-Akkus sind derzeit einer der beliebtesten Akkutypen für alle Arten von tragbaren Elektronikgeräten. Sie haben eines der besten Energie-Gewichts-Verhältnisse, keinen Memory-Effekt und eine extrem niedrige Selbstentladungsrate, die weniger als die Hälfte der von NiMH beträgt. Ein Lithium-Ionen-Akku ist außerdem wartungsfrei. Der Kapazitätsverlust ist ausschließlich auf die Alterung zurückzuführen, unabhängig davon, ob die Batterie benutzt wird oder nicht. Es stimmt, dass ein Li-Ionen-Akku unmittelbar nach der Herstellung an Kapazität verliert. Bei 25°C sind es etwa 20 % pro Jahr, bei höheren Temperaturen steigt dieser Wert an.

Aufladung - Entladung

Laden Sie den Li-Ionen-Akku etwas häufiger auf, auch wenn er noch lange nicht leer ist; es wird empfohlen, den Akku aufzuladen, wenn noch etwa 20 % der Kapazität vorhanden sind. Normalerweise schaltet das Energieverwaltungssystem einen Laptop ab, wenn nur noch 3 % Kapazität übrig sind, aber Sie sollten den Lithium-Ionen-Akku schon vorher aufgeladen haben. Li-Ionen-Batterien halten bei Teilentladungen länger als bei Vollentladungen. Tiefentladungen können die Batterie irreparabel beschädigen; eine zu niedrige Spannung kann sogar die Schutzschaltung ausschalten. Beim Aufladen eines Lithium-Ionen-Akkus kann dieser auf dem Ladegerät verbleiben, wenn er voll ist, da es keinen Memory-Effekt wie bei Batterien auf Nickelbasis gibt. Aber wegen der hohen Temperatur im Laptop ist es besser, ihn aus dem Ladegerät zu nehmen oder das Netzkabel abzuziehen. Denn der Li-Ionen-Akku muss einigermaßen kühl bleiben und darf nicht wärmer als 25°C werden. Im Gegensatz zu NiMH ist die Ladespannung von Li-Ion sehr wichtig: Sie sollte nicht höher als 4,2 Volt sein, und selbst eine zu niedrige Spannung ist schlecht für die Zelle. Li-Ionen-Akku-Ladegeräte sind dafür ausgelegt, und jeder Li-Ionen-Akkupack verfügt über verschiedene Schutzschaltungen, um Überhitzung, Spannungsspitzen beim Laden und Unterspannungen beim Entladen zu verhindern. Damit gehören Zwischenfälle wie Selbstentzündungen der Vergangenheit an.

Vorteile

• Hohe Energiedichte
• Kompakte Form, mit hoher Zellspannung (3,7 Volt)
• Keine Wartung erforderlich
• Geringe Selbstentladung
• Kein Memory-Effekt

Benachteiligungen

• Die Alterung beginnt unmittelbar nach der Herstellung
• Niet bestand tegen diepontlading
• Niet bestand tegen grote hitte en kou