Lithiumbatterien, die unser Leben verändern

Wie Lithium-Ionen-Batterien Strom erzeugen

Das grundlegende Funktionsprinzip von Batterien ist ähnlich und umfasst eine positive Elektrode (Kathode), eine negative Elektrode (negative Elektrode) und einen Elektrolyten. Im Inneren der Batterie lässt der Elektrolyt Ionen durch, während Elektronen von der negativen zur positiven Elektrode fließen und so einen elektrischen Strom erzeugen. Bei Sekundärbatterien wie Lithium-Ionen-Batterien können sie durch Laden vorab Elektronen in der negativen Elektrode speichern, und wenn die Batterie entladen wird, fließen diese Elektronen zur positiven Elektrode und erzeugen so Strom.

Schauen wir uns als Nächstes die Eigenschaften und Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien an. Der Grund, warum sich Lithium-Ionen-Batterien von vielen anderen Batterien abheben, liegt vor allem in ihrer einzigartigen Struktur und Materialauswahl. Erstens nutzen Lithium-Ionen-Batterien an der positiven Elektrode Lithium enthaltende Metallverbindungen und an der negativen Elektrode Kohlenstoff (z. B. Graphit), der Lithium aufnehmen und speichern kann. Dieses Design ermöglicht es Lithium-Ionen-Batterien, Strom zu erzeugen, ohne dass die Elektroden wie bei herkömmlichen Batterien durch Schmelzen des Elektrolyten zersetzt werden müssen, wodurch die Alterung der Batterie verlangsamt wird. Zweitens ist Lithium ein kleines und leichtes Element, wodurch Lithium-Ionen-Batterien bei gleicher Kapazität kompakter und leichter werden. Darüber hinaus bieten Lithium-Ionen-Batterien die Vorteile einer hohen Energiedichte, einer langen Zyklenlebensdauer und des Fehlens eines Memory-Effekts, was dazu geführt hat, dass Lithium-Ionen-Batterien in tragbaren elektronischen Geräten, Elektrofahrzeugen und anderen Bereichen weit verbreitet sind.