Prinzip der Lithiumbatterie-Kathoden-Energiespeicherung
Im Rocking-Chair-Prinzip wandern Natrium-Ionen zwischen der Anode und Kathode der Zelle hin und her. Da Natrium-Ionen größer sind als Lithium-Ionen, sind die Anforderungen an die strukturelle Stabilität und die kinetischen Eigenschaften der Materialien höher. Dies hemmte bislang die Industrialisierung von Natrium-Ionen-Batterien.
Was ist das Lithium-Interkalations-Prinzip?
ildung 9.2 zeigt das Lithium-Interkalations-Prinzip für die Ladung bzw. Entladung der Zelle am Beispiel von Graphit auf der Anode und Lithiumkobaltoxid (LiCoO 2) auf der Kathodenseite. Als sogenanntes Lithium-Leitsalz wird Lithium-hexa-Fluoro-Phosphat (LiPF 6) verwendet, welches in organischen Carbonaten gelöst ist.
Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?
Die Lithium-Ionen-Batterie wird zukünftig zwei großtechnische Anwendungen dominieren: Hybrid- und Elektrofahrzeuge im Bereich zukünftiger Mobilitätsstrategien und Zwischenspeicher elektrischer Energie im Umfeld der Dezentralisierung der Energieerzeugung.
Wie funktioniert die Lithium-Ionen-Technologie?
Bei der Ladung der Zelle wandern die Lithium-Ionen aus dem Lithium-Kobalt-Oxid durch den mit Elektrolyten benetzten Separator und dann in die Graphitschicht. Bei der Entladung spielt sich der umgekehrte Prozess ab. Es gibt verschiede Gründe für den Erfolg der Lithium-Ionen-Technologie.
Welche Rohstoffe werden für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen benötigt?
Grundsätzlich werden für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen für Elektroautos fünf Hauptrohstoffe benötigt. Auf der Kathodenseite fungiert eine Verbindung der Elemente Kobalt, Nickel und Mangan durch ihre Struktur als Speicherort für den Ladungsträger Lithium, auf der Anodenseite ist dies Grafit.
Wie berechnet man die Energie einer Lithium-Ionen-Zelle?
Näherungsweise wird eine Lithium-Ionen-Zelle so ausbalanciert, dass die reversiblen Kapazitäten der positiven und negativen Elektroden gleich sind. Die Energie einer Zelle berechnet sich aus dem Produkt von nominaler Kapazität und der mittleren Entladespannung (nominale Spannung); sie hat die Einheit [Wh].
Was ist Lithium-Leitsalz?
Als sogenanntes Lithium-Leitsalz wird Lithium-hexa-Fluoro-Phosphat (LiPF 6) verwendet, welches in organischen Carbonaten gelöst ist. Bei der Ladung der Zelle wandern die Lithium-Ionen aus dem Lithium-Kobalt-Oxid durch den mit Elektrolyten benetzten Separator und dann in die Graphitschicht. Bei der Entladung spielt sich der umgekehrte Prozess ab.
