Wie funktioniert eine Lithium-Ionen-Batterie?

Lithium-Ionen-Batterien werden heutzutage immer beliebter. Sie finden sie in gängigen elektrischen Geräten wie Laptops und sogar in tragbaren Stromstationen. Diese Batterie-Backups sind sichere, wiederaufladbare Ladelösungen, die in der Regel leichter sind als andere Typen. Sie gibt es in verschiedenen Formen und Größen, und deshalb müssen Sie verstehen, "wie funktioniert eine Lithium-Ionen-Batterie", bevor Sie ein Batterie-Backup für Ihr Zuhause auswählen.

Wenn Sie nach tragbaren Stromstationen mit hocheffizienten und leistungsstarken LiFePO4- oder NMC-Batterien suchen, hat Jackery das Passende für Sie. Die Jackery Solar Generators bestehen aus den Jackery Explorer Tragbare Powerstation und den Jackery SolarSaga Solar Panels, um alle Ihre Geräte über lange Stunden aufgeladen zu halten. Die folgende Tabelle zeigt die technischen Spezifikationen der beliebten Jackery-Stromstationen.

 Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?

Eine Lithium-Ionen-Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie, die aus einzelnen oder mehreren Lithium-Ionen-Zellen und einer Schutzschaltung besteht. Sobald die Li-Zelle oder Zellen zusammen mit einer Schutzschaltung in einem Gerät installiert sind, werden sie als Batterien bezeichnet. Jede Zelle besteht aus drei Hauptteilen: einem flüssigen Elektrolyten, einer positiven Elektrode (Kathode) und einer negativen Elektrode (Anode). Hier ist eine kurze Erklärung zur Zusammensetzung einer Lithium-Ionen-Batterie.

• Elektroden: Die Enden der positiv und negativ geladenen Zellen, die an die Stromkollektoren angeschlossen sind, repräsentieren die Elektroden.
• Elektrolyt: Es handelt sich um eine Flüssigkeit oder ein Gel, das Elektrizität leitet und in der Regel zwischen einer Anode und einer Kathode platziert ist.
• Stromkollektor: Jede Elektrode der Batterie verfügt über leitfähige Folien, die mit den Zellanschlüssen verbunden sind. Die Aufgabe dieser Anschlüsse besteht darin, den elektrischen Strom zwischen dem Gerät, der Batterie und der Energiequelle zu übertragen, die die Batterie antreibt.
• Separator: Es handelt sich um eine poröse polymere Folie, die die Elektroden voneinander trennt und gleichzeitig den Austausch von Lithium-Ionen von einer Seite zur anderen erleichtert.

Hier sind die Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Batterien.

Vorteile

• Lithium-Ionen-Batterien haben eine lange Lebensdauer und eine verlängerte Lagerfähigkeit.
• Sie haben eine geringe Selbstentladung, die weniger als die Hälfte von NiMH und NiCD beträgt.
• Diese Batterien haben in der Regel kürzere Ladezeiten und einfache Ladealgorithmen.
• Sie zeichnen sich durch einen geringen Innenwiderstand und eine hohe Kapazität aus.

Nachteile

• Lithium-Ionen-Batterien können sich bei sehr hohen Temperaturen oder bei Lagerung bei hoher Spannung verschlechtern.
• Sie erfordern eine Schutzschaltung, um eine thermische Überlastung zu verhindern.

Arten von Lithium-Ionen-Batterien

Typischerweise gibt es sechs verschiedene Arten von Lithium-Ionen-Batterien mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen.

• Lithium Nickel Mangan Cobalt Oxide (NMC): Diese haben in der Regel einen hohen Nickelanteil, der die Energiedichte der Batterie erhöht und sogar längere Reichweiten in Elektrofahrzeugen ermöglicht.
• Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA): Sie haben eine hohe Energiedichte und eine erhöhte Stabilität. Sie sind jedoch weniger sicher als Lithium-Ionen-Batterien und sehr teuer.
• Lithiumeisenphosphat: Sie sind günstiger als nickelbasierte Varianten, bieten weniger spezifische Energie und haben eine lange Lebensdauer.
• Lithium Cobalt Oxide: Diese Batterien haben eine hohe Energiedichte und sind beliebt für Anwendungen mit geringer Last, wie Laptops und Smartphones.
• Lithiummanganoxid: LMO bietet verbesserte Sicherheit und schnelle Lade- und Entladekapazitäten.
• Lithiumtitanat: LTO-Batterien haben eine einzigartige Anodenoberfläche, die aus Lithium- und Titanoxiden besteht. Während diese Batterien bei extremen Temperaturen gut funktionieren, sind sie relativ teuer.

Wie funktionieren Lithium-Ionen-Batterien?

Wenn Sie eine Li-Batterie aufladen, bewegen sich die Lithium-Ionen (Li+) von einer positiven Kathode zu einer negativen Anode. Sie durchqueren das Elektrolytmedium, bis sie die negative Elektrode erreichen. Auf der anderen Seite bewegen sich die Elektronen oder negativen Ionen von der Anode zur Kathode. Der Zyklus wiederholt sich Hunderte Male, was die Lithium-Ionen-Batterie wieder aufladbar macht.

Während des Entladens geschieht das genaue Gegenteil des oben beschriebenen Prozesses. Die Li-Ionen kehren zur positiven Endseite oder Elektrode zurück, während die Elektronen zur negativen Endseite wandern.

Jetzt, da Sie wissen, wie eine Lithium-Ionen-Batterie funktioniert, müssen Sie verstehen, wie sie Energie speichert. Die Anoden- und Kathodenkomponenten sind in der Lage, Lithium-Ionen zu speichern. Der Strom fließt von der Anoden- zur Kathodenendseite während des Speicherns von Energie (oder während des Ladevorgangs). Ebenso bewegen sich die Lithium-Ionen in umgekehrter Richtung (Kathode zur Anode). Die Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden zeigt an, dass die Batterie mit dem Laden beginnt.

Während des Entladungsvorgangs bewegen sich die Lithium-Ionen zur Kathode, was darauf hinweist, dass Energie verbraucht wird.

Anwendungen von Lithium-Ionen-Batterien

Li-Ionen-Batterien sind die erste Wahl für viele tragbare elektronische Geräte. Hier sind einige wichtige Anwendungen von Lithium-Ionen-Batterien.

Beispiel 1: Persönliche Nutzung

Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien sind beliebt für Smartphones, Laptops und andere tragbare elektronische Geräte. Sie haben geringe Wartungskosten, hohe Energiedichte und ein leichtes Gewicht, was sie ideal für kleine elektronische Geräte macht.

Beispiel 2: Fahrzeugnutzung

Lithium-Ionen-Batterien haben eine höhere Energiedichte und ausgezeichnete Ladezeiten im Vergleich zu anderen Fahrzeuglademethoden. Golfwagen und Bollerwagenhersteller wählen jetzt Lithium-Batterien, da sie eine lange Lebensdauer von 1000 und 2000 Ladezyklen haben.

Jackery Explorer Tragbare Powerstation sind leichte, robuste und leistungsstarke Ladelösungen für die meisten Geräte. Egal, ob Sie innere elektrische Geräte wie Kühlschränke aufladen möchten oder im Freien Ausrüstungen wie elektrische Decken versorgen möchten, die Jackery Explorer Portable Power Stations haben Sie abgedeckt.

Jackery Portable Power Stations erläutert

Mit der zunehmenden Verwendung von elektrischen Geräten ist eine Investition in eine tragbare Ladelösung unerlässlich. Jackery bietet viele kompakte, leistungsstarke und tragbare Stromstationen, Solargeneratoren und Solarmodule. Die Jackery SolarSaga Solarmodule bestehen aus äußerst effizienten monokristallinen Silizium-Solarzellen, die die direkte Sonnenstrahlung sammeln und in Gleichstrom umwandeln. Der reine Sinus-Wechselrichter wandelt dann den Gleichstrom in verwendbaren Wechselstrom um, um Haushalts- oder Outdoor-Geräte aufzuladen.

Jackery Explorer 3000 Pro Tragbare Powerstation

Die leistungsstarke Jackery Explorer 3000 Pro Tragbare Powerstation verfügt über eine große Batteriekapazität von 3024Wh. Ihr tragbares Design besteht aus Ausziehstangen und Doppelrädern, was den Transport einfach macht. Sie ist sogar eine ausgezeichnete Wahl für den Innenbereich, alles dank ihrer Fähigkeit, mit weniger als 30 dB Geräuschentwicklung zu arbeiten.

Jackery Explorer 2000 Pro Tragbare Powerstation

Die Jackery Explorer 2000 Pro Tragbare Powerstation hat eine Batteriekapazität von 2160 Wh und eine hohe Leistung von 2200 W. Die 6*Jackery SolarSaga 200W Solarpanel können die Stromstation in weniger als 2,5 Stunden mit kostenlosem Sonnenlicht aufladen. Darüber hinaus können Sie diese NMC-Batterie in 2 Stunden mit einem AC-Adapter aufladen.

Jackery Explorer 2000 Plus Tragbare Powerstation

Die Jackery Explorer 2000 Plus Tragbare Powerstation verfügt über eine herausragende LiFePO4-Batterie mit einer Lebensdauer von 10 Jahren. Sie hat eine Batteriekapazität von 2042,8 Wh und kann mit Hilfe des Jackery Battery Pack 2000 Plus auf 24 kWh erweitert werden. Die hochwertige LiFePO4-Batterie ist äußerst langlebig und kann 99 % der Haushaltsgeräte aufladen.

Jackery Explorer 1500 Pro Tragbare Powerstation

Die Jackery Explorer 1500 Pro Tragbare Powerstation wiegt 37,4 lbs und hat eine Batteriekapazität von 1512 Wh. Sie verfügt über einen Autoladegerät, zwei USB-C-Ladeanschlüsse, drei 1800W-AC-Ladeanschlüsse und ein duales PD100W-Design, um mehrere Geräte gleichzeitig aufzuladen. Mit 6*Jackery SolarSaga 200W Solarmodulen kann die Jackery Explorer 1500 Pro in nur 2 Stunden wieder aufgeladen werden.

Wie wählt man Lithium-Ionen-Batterien aus?

Beim Auswahl der besten Lithium-Ionen-Batterie müssen Sie einige wichtige Faktoren berücksichtigen.

Spannung: Die Spannung der Li-Batterie sollte zur Spannung des Wechselrichters passen.

Energiedichte: Die Menge an sicher gespeicherter Energie in einer gegebenen Batterie pro Liter. Batterien mit hoher Energiedichte sind in der Regel kompakt und können Anwendungen lange Zeit mit Energie versorgen.

Ladegeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit, mit der eine Batterie sicher aufgeladen werden kann. Eine Stromstation oder eine Batterie-Backup-Lösung mit hoher Ladegeschwindigkeit kann in der Regel schneller aufgeladen werden.

Betriebstemperaturbereich: Abhängig davon, wie und wo Sie die Lithium-Ionen-Batterie verwenden möchten, müssen Sie den Betriebstemperaturbereich berücksichtigen, in dem eine Batterie sicher verwendet werden kann. Wenn Sie beispielsweise Geräte in einem eisigen Klima aufladen möchten, stellen Sie sicher, dass die Batterie einen erweiterten Betriebstemperaturbereich aufweist.

Lebensdauer: Die Wahl einer Batterie mit vielen Lade-/Entladezyklen oder einer bestimmten Zeit, in der die Batterie ausreichend Ein- und Ausgangsleistung liefert, ist ideal.

Sicherheit: Lithium-Ionen-Batterien sind im Vergleich zu anderen Batterietypen viel sicherer. Die Jackery Explorer Portable Power Stations gehen dank modernster Temperatursensoren und intelligenter BMS-Technologie noch einen Schritt weiter in Sachen Sicherheit.

Batteriebewertungen FAQs

Wie wird eine Lithium-Ionen-Batterie hergestellt?

Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus einer Reihe von Elektroden, die in Zellen zusammengebaut sind. Der Herstellungsprozess besteht aus drei Hauptstufen: Herstellung der Elektroden, Montage der Zellen und Fertigstellung der Zellen. Zuerst werden die Zellen auf beiden Seiten der Anode und Kathode der Platten geschweißt, die dann zu Packs zusammengebaut werden.

Was ist die Standardbatteriebewertung?

Die Standardbatteriebewertung oder C-Bewertung misst den Strom, mit dem sie geladen und entladen wird. Die Batteriekapazität wird in der Regel mit einer 1C-Rate (oder einem 1C-Strom) bewertet.

Wie unterscheidet sich eine Lithium-Batterie von einer normalen Batterie?

Der Hauptunterschied zwischen Lithium- und normalen Batterien liegt im Material, das als Anode, Kathode und Elektrolyt verwendet wird. Eine typische Batterie oder eine Blei-Säure-Batterie verwendet Blei als Anode und Bleioxid als Kathode. Im Gegensatz dazu verwendet die Lithium-Ionen-Batterie Kohlenstoff als Anode und Lithiumoxid als Kathode. Da Lithium ein außergewöhnlich leichtes Metall ist, haben Lithium-Batterien eine höhere Energiedichte als jede andere Batteriezelle.

Warum ist Lithium so gut als Batterie?

Im Gegensatz zu normalen Batterien oder herkömmlicher Batterietechnologie halten Li-Batterien länger, haben eine höhere Leistungsdichte und laden schneller auf. Darüber hinaus wiegen Lithium-Batterien viel weniger als herkömmliche Batterien, was sie zu einer ausgezeichneten Wahl für tragbare Stromstationen, Smartphones und mehr macht.

Was ist der Unterschied zwischen einer Lithium-Ionen-Batterie und einer Lithium-Batterie?

Lithium-Batterien sind Primärbatterien, während Lithium-Ionen-Batterien Sekundärbatterien sind. Der Begriff Primärbatterien bedeutet, dass sie nicht wiederaufladbar sind, während die Sekundärbatterien wiederholt aufgeladen werden können. Der Hauptunterschied zwischen Lithium-Ionen- und Lithium-Batterien besteht darin, dass Li-Batterien wiederaufladbar sind, während ihre Gegenstücke dies nicht sind.

Abschließende Gedanken

Lithium-Ionen-Batterien haben die höchste Ladungsdichte im Vergleich zu anderen Systemen und liefern eine Menge Energie, ohne sehr schwer zu sein. Sie zeichnen sich durch ihre Haltbarkeit, Sicherheit, Wiederaufladbarkeit und langanhaltende Stromversorgung aus. Sobald Sie verstehen, "wie funktioniert eine Lithium-Ionen-Batterie," können Sie die richtige Batterie-Backup-Lösung auswählen, um Ihre Geräte aufzuladen.

Jackery Explorer Tragbare Powerstationen sind in der Regel mit NMC- und LiFePO4-Batterietypen ausgestattet. Sie können diese Stromstationen mit Jackery SolarSaga Solarmodulen, einem AC-Adapter und sogar einem Autoladegerät aufladen. Während die Jackery Explorer 1500 Pro Portable Power Station eine großartige leichte Wahl für das Aufladen von Haushalts- und Outdoor-Geräten ist, kann die Jackery Explorer 300 Pro Strom an 99% der Haushaltsgeräte liefern.