Li-Ionen-Batterien sind aus unserer Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Aber wie funktionieren sie genau? Welche Vorteile bieten sie?

Lithium-Ionen (Li-Ionen)-Batterien sind eine häufige und beliebte Form von wiederaufladbaren Batterien, die in verschiedenen Geräten und Anwendungen verwendet werden. Von Elektrofahrzeugen (EVs) bis hin zu Smartphones, von Drohnen bis hin zu Handwerkzeugen haben Li-Ionen-Batterien einen enormen Einfluss auf unser tägliches Leben gehabt. Lassen Sie uns genauer darauf eingehen, was eine Li-Ionen-Batterie ist und wie sie funktioniert.

Aufbau einer Li-Ionen-Batterie

Eine Li-Ionen-Batterie besteht aus mehreren Komponenten, die zusammenarbeiten, um elektrische Energie zu speichern und freizusetzen. Die Hauptkomponenten sind:

• Anode: Dies ist die negative Elektrode der Batterie, die in der Regel aus Graphit besteht. Wenn die Batterie aufgeladen wird, bewegen sich Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode und werden in der Graphitstruktur gespeichert.
• Kathode: Die positive Elektrode der Batterie, die in der Regel aus einem Lithiummetalloxid besteht, wie zum Beispiel Lithium-Kobaltoxid (LiCoO2) oder Lithiumeisenphosphat (LiFePO4). Während der Entladung der Batterie fließen Lithium-Ionen von der Anode zur Kathode.
• Separator: Dies ist ein dünes, poröses Material, das zwischen Anode und Kathode liegt und verhindert, dass sie direkt Kontakt miteinander haben. Der Separator ist unerlässlich, um Kurzschlüsse zu verhindern, während Lithium-Ionen zwischen den Elektroden wandern.
• Elektrolyt: Eine Flüssigkeit (meist eine Lithiumsalzlösung), die Lithium-Ionen zwischen Anode und Kathode während des Lade- und Entladevorgangs der Batterie leitet.

Funktionsweise einer Li-Ionen-Batterie

1. Aufladen: Wenn eine Li-Ionen-Batterie aufgeladen wird, werden Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode bewegt. Die Anode nimmt diese Lithium-Ionen in die Graphitstruktur auf. Während dieses Prozesses verwandelt sich die Kathode in ein Lithiumpolymer.
2. Entladen: Wenn die Batterie verwendet wird, fließen die Lithium-Ionen von der Anode zurück zur Kathode durch den Elektrolyten. Diese Bewegung von Lithium-Ionen erzeugt einen elektrischen Strom, der dazu verwendet wird, Geräte mit Strom zu versorgen.
3. Energieabgabe: Während der Entladung gibt die Batterie die gespeicherte elektrische Energie frei, die während des Aufladens aufgenommen wurde. Dies liefert die benötigte Leistung für Geräte wie Smartphones, Laptops und mehr.

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