Lithium-Ionen-Batterien Vs. BleisÀure

Über Lithiumbatterien

Zwei der Batterietypen, mit denen Sie vertraut sind, vielleicht ohne es zu wissen, sind die Blei-SĂ€ure-Batterie und die Lithium-Ionen-Batterie. Die meisten Autos in Amerika tragen eine Blei-SĂ€ure-Batterie an Bord, wĂ€hrend praktisch jeder Blackberry- und Laptop-Computer seine Energie von einem Lithium-Ionen-Akku bezieht. Eine Art von Batterie ist gut fĂŒr Ihr Auto und die andere fĂŒr Ihr Handy stammt aus den Chemikalien in jedem Typ von Batterie verwendet.

Batery-Grundlagen

Eine Batterie ist ein elektrochemisches GerĂ€t, dh sie erzeugt ElektrizitĂ€t durch kontrollierte chemische Reaktionen zwischen verschiedenen Substanzen. Die meisten Batterien, einschließlich Lithiumionen- und BleisĂ€urebatterien, umfassen eine Anode, eine Kathode und eine Substanz zwischen ihnen dient als ein Elektrolyt. Die Anode ist normalerweise der positive Anschluss, und elektrischer Strom fließt in ihn, wenn die Batterie in Gebrauch ist. Die Kathode ist normalerweise der negative Anschluß, und wenn sie benutzt wird, fließt elektrischer Strom daraus. Die Chemie zwischen ihnen ist es, die den elektrischen Strom mit seiner Ladung versorgt, aber sie benötigen eine dritte Substanz in Form eines Elektrolyten, der als Medium dient. Wenn die Anode und die Kathode in Kontakt kĂ€men, wĂ€re das Ergebnis ein Kurzschluss.

Bleielektrochemie

Die Anode und die Kathode in einer typischen Blei-SĂ€ure-Batterie bestehen aus Blei und Bleidioxid, und sie sind durch einen Elektrolyten aus einer Lösung, die etwa ein Drittel SchwefelsĂ€ure enthĂ€lt, ĂŒberbrĂŒckt. Wenn die Batterie ElektrizitĂ€t entlĂ€dt, wandelt die chemische Reaktion die zwei Elektroden allmĂ€hlich in Bleisulfat um. Das Wiederaufladen der Batterie kehrt diese Umwandlung teilweise um.

Lithium-Ionen-Elektrochemie

Lithium-Ionen-Batterien verwenden eine Vielzahl von Substanzen, wobei das gemeinsame Element die Migration von Lithium zwischen den Elektroden wÀhrend der ElektrizitÀt erzeugenden Reaktion ist. Graphit wird typischerweise verwendet, um die Anode herzustellen, wÀhrend Kathoden aus Lithiumkobaltoxid, Lithiumeisenphosphat oder Lithiummanganoxid und anderen auf Lithium basierenden Substanzen hergestellt werden können. Der Elektrolyt ist typischerweise eine Lösung von Lithiumsalz in einem organischen Lösungsmittel. Durch das Aufladen einer Lithium-Ionen-Batterie wird die Lithiumwanderung in der Batterie umgekehrt.

BleisÀure-Eigenschaften

Bleiakkus gehören zu den Ă€ltesten praktischen, wiederaufladbaren Batteriedesigns, die bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts zurĂŒckreichen. Sie haben eines der niedrigsten Energie-zu-Gewicht- und Energie-zu-Volumen-Batterietypen, die es gibt, und machen sie sehr groß und schwer fĂŒr die gesamte Menge an Energie, die sie abgeben können. Was sie fĂŒr sie tun, ist, dass sie ein sehr hohes Gewicht-zu-Gewicht-VerhĂ€ltnis haben, was bedeutet, dass sie einen großen Stromstoß gleichzeitig liefern können. Dies macht sie perfekt fĂŒr Anwendungen, die einen großen, plötzlichen Stromstoß benötigen, wie zum Beispiel Autostarter. Bleibatterien sind auch billig herzustellen. Sie sind jedoch nicht sehr gut in Rollen, die ĂŒber einen langen Zeitraum eine gleichmĂ€ĂŸige, geringe oder mittelmĂ€ĂŸige Stromversorgung erfordern. Sie haben auch lange Ladezeiten.

Lithium-Ionen-Funktionen

Insbesondere im Vergleich zu einer Blei-SĂ€ure-Batterie haben Lithium-Ionen-Designs ein hohes VerhĂ€ltnis von Leistung zu Gewicht und Leistung zu Volumen. Moderne Laptops, Mobiltelefone und andere leistungshungrige elektronische GerĂ€te ohne diese Batterien wĂ€ren schwer vorstellbar, denn diese Leistungsanforderungen mit anderen Batteriedesigns zu erfĂŒllen, wĂŒrde klumpigere Batterien mit kĂŒrzeren Lebensdauern bedeuten. Es gibt sogar Lithium-Ionen-Batterien mit einer großen Stoßfestigkeit, wie die einer Blei-SĂ€ure-Batterie. Sie haben jedoch zwei große Nachteile. Erstens sind sie sehr teuer in der Herstellung. Zweitens klingt ihre FĂ€higkeit, eine Ladung zu halten, ab, selbst wenn die Batterie nicht verwendet wird. Ein Bleiakku kann noch mehrere Jahre mit guter KapazitĂ€t arbeiten. Wer ein oder zwei Jahre die gleiche Handy- oder Laptopbatterie hat, weiß das Gleiche nicht von der typischen Lithium-Ionen-Batterie.

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