Kathode der Energiespeicherbatterie
So funktioniert auch eine Batterie. Dazu setzt sie sich aus einer negativen Elektrode (der Anode), einer positiven Elektrode (der Kathode), einem Separator, dem
Was ist eine Batterie-Kathode?
Batterie-Kathoden sind eine der wichtigsten Komponenten von Batterien, Brennstoffzellen und anderen polarisierten elektrischen Geräten wie Vakuumröhren. Obwohl eine Batterie-Kathode technisch gesehen als eine Elektrode definiert ist, an der Reduktionsreaktionen stattfinden, kehrt sich dieser Prozess in einer wiederaufladbaren Batterie um.
Wie kann man die Kathoden-Chemie in Lithium-Ionen-Batterien verbessern?
Es besteht die Sorge, dass die Möglichkeiten für eine weitere Optimierung der Kathoden-Chemie in Lithium-Ionen-Batterien begrenzt sein könnten. Daher konzentrieren sich die Forschungsbemühungen auf alternative aktive Anoden-Materialien für Lithium-Ionen-Batterien und völlig neue Batteriechemien wie Aluminium-Ionen-Batterien.
Wie hoch ist die Energiedichte einer Lithium-Ionen-Batterie?
Die orangen Flächen sind ein Ausblick auf die nächsten fünf bis zehn Jahre der erwarteten Entwicklung. Die aktuell leistungsfähigsten fahrzeugtauglichen Lithium-Ionen-Batteriezellen erreichen rund 250 Wh/kg gravimetrische Energiedichte und 700 Wh/l volumetrische Energiedichte.
Was ist eine Kathode?
Es ist daher üblich, die Kathode immer als die Elektrode zu bezeichnen, die während der Entladung der Batterie als Kathode fungiert. In Wirklichkeit wird diese Elektrode beim Aufladen zur Anode, wenn sich der Stromfluss umkehrt, aber im Allgemeinen wird sie weiterhin als Kathode bezeichnet.
Was ist eine Lithium-Schwefel-Batterie?
Eine vielversprechende Forschungsrichtung ist die Lithium-Schwefel-Batterie 6, bei der die Kathode aus Schwefel und die Anode aus Lithiummetall besteht (Li-S). Lithium und Schwefel reagieren anders als Lithium und Karbon in herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus. In Karbon werden bis zu sechs Lithium-Ionen in die Gitterstruktur eingelagert.
Wie hoch ist die Energieeffizienz einer Batterie?
Dadurch wird die Energieeffizienz theoretisch auf rund 92 % begrenzt. Praktisch ausgeführte Systeme liegen noch deutlich darunter und haben typisch um 70 % Zyklus-Wirkungsgrad. Vorteilhaft ist, dass diese Batterie in einem weiten Temperaturbereich bis −20 °C eingesetzt werden kann.
