Die Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien ist sehr umfangreich. Welche Vorteile machen sie so beliebt? Vielleicht sind Sie auch neugierig darauf. Bevor wir diese Verwirrung aufklären, sollten wir zunächst verstehen, was eine Lithium-Ionen-Batterie ist.

12.8V 170Ah Lifepo4 Batterie Vorteil

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Was ist ein Lithium-Ionen-Akku?

Das positive Elektrodenmaterial einer Lithium-Ionen-Batterie ist eine Lithium-Ionen-Verbindung wie Lithiumkobaltoxid (LiCoO₂), Lithiummanganoxid (LiMn₂O₄) oder Lithiumeisenphosphat (LiFePO₄). Das Material der negativen Elektrode ist in der Regel Graphit. Es handelt sich um eine wiederaufladbare Batterie, die Lithium-Ionen als Ladungsträger verwendet und Energie durch die Bewegung von Lithium-Ionen zwischen der positiven und der negativen Elektrode erzeugt. Lithiumionen als positive Elektrodenmaterialien bringen der Batterie die folgenden Vorteile:

Vorteile der Lithium-Ionen-Batterie

  • Sicherheit

Die Sicherheit des Akkus war uns schon immer ein wichtiges Anliegen. Die chemischen Eigenschaften der Lithium-Ionen-Batterie sind sehr stabil, so dass es selbst bei Überladung, Durchstich, Stoß oder Verbrennung unwahrscheinlich ist, dass sie Feuer fängt oder explodiert. Sie können es also bedenkenlos verwenden.

  • Kein Memory-Effekt

Lithium-Ionen-Batterien haben fast keinen Memory-Effekt, da ihre chemische Leistung sehr stabil ist und sich im Laufe der Zeit nicht verändert. Sie können den Akku also jederzeit wieder aufladen, ohne ihn vorher vollständig entladen zu müssen.

  • Leichtgewicht

Das Gewicht von Lithiumbatterien hängt mit ihrer Kapazität zusammen, und auch andere Konstruktionselemente, wie das Gehäusematerial, beeinflussen das Gewicht der Batterie. Daher haben die verschiedenen Typen von Lithium-Ionen-Batterien unterschiedliche Gewichte. Insgesamt sind Lithium-Ionen-Batterien jedoch leichter als herkömmliche Nickel-Cadmium-Batterien und Blei-Säure-Batterien, manchmal sogar nur ein Drittel ihres Gewichts, was die Last des Gepäcktransports für unterwegs erheblich verringern kann.

  • Lange Zyklusdauer

Die Zykluslebensdauer einer Lithiumbatterie bezieht sich auf die Anzahl der Lade- und Entladezyklen, die sie durchlaufen kann, bevor die Batteriekapazität auf ein bestimmtes Niveau sinkt. Die Lebensdauer wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter Batteriematerialien, Fertigungsqualität, Betriebsumgebung und Lade-/Entladeverfahren. 

Bei ordnungsgemäßer Verwendung können Lithium-Ionen-Batterien Tausende von Lade- und Entladezyklen erreichen. Zum Beispiel, Delong's Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO₄) haben eine Zyklenlebensdauer von etwa 6500 Zyklen, und einige Lithium-Titan-Batterien auf dem Markt können sogar Zehntausende von Zyklen überschreiten und damit Blei-Säure-Batterien weit übertreffen.

  • Hohe Energiedichte

Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien ist unter den wiederaufladbaren Batterien relativ hoch und liegt normalerweise zwischen 150 und 250 Wh/kg. Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien können sogar Energiedichten von über 300 Wh/kg erreichen. Wie Sie wissen, haben Festkörper-Metall-Lithium-Batterien eine Energiedichte von 500 Wh/kg erreicht und nähern sich damit der theoretischen Grenze. Eine hohe Energiedichte bedeutet, dass Sie mehr Energie nutzen können.

  • Starke Ausdauer

Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte und sind leicht. Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien können sie Ihre Geräte bei gleichem Volumen oder Gewicht mit längerer Energie versorgen.

  • Temperaturtolerant

Lithium-Ionen-Batterien haben einen weiten Betriebstemperaturbereich von -20°C bis 60°C und bieten dennoch eine gute Leistung. Einige Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien erweitern sogar ihre Betriebstemperaturen, indem sie Lithium-Tieftemperaturbatterien und Lithium-Hochtemperaturbatterien für bestimmte Anwendungen entwickeln. Bei der Auswahl von Lithium-Ionen-Batterien können Sie diese nach der Betriebstemperatur auswählen.

  • Aufladen - schnell und sicher

Die Lade- und Entladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Batterien ist schnell und wird in der Regel in C-Raten ausgedrückt, um die Lade- und Entladerate darzustellen, z. B. 1C, 2C, 3C usw. 

Dabei steht C für die Nennkapazität der Batterie:

1C bedeutet Laden und Entladen mit einem Strom, der der Batteriekapazität entspricht.

2C bedeutet Laden und Entladen mit einem Strom, der doppelt so hoch ist wie die Batteriekapazität. 

Nehmen wir ein einfaches Beispiel: eine Batterie mit einer Kapazität von 10.000 Milliamperestunden (mAh), 

der 1C-Lade- und Entladestrom beträgt 10.000 mA, und der 2C-Lade- und Entladestrom beträgt 20.000 mA. 

Dies sollte für Sie leicht zu verstehen sein. In der Praxis liegt die Ladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Batterien in der Regel zwischen 1C und 3C und kann bis zu 5C betragen.

  • Niedrige Selbstentladungsrate

Die Selbstentladungsrate bezieht sich auf die Rate, mit der sich eine Batterie von selbst entlädt, wenn sie nicht benutzt wird. Unabhängig vom Batterietyp gibt es ein gewisses Maß an Selbstentladung. Die Selbstentladung kann die Leistung und Lebensdauer des Akkus beeinträchtigen, daher ist eine geringere Selbstentladung besser.

 Die Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Batterien liegt im Allgemeinen zwischen 2% und 5%. Selbst wenn sie voll aufgeladen sind, können sie eine relativ hohe Kapazität beibehalten, wenn sie einen Monat lang in geschlossenen Räumen nicht benutzt werden, was im Vergleich zu anderen Lithiumbatterien mit einer Selbstentladungsrate von über 10% eine perfekte Zahl ist.

  • Wartungsfrei

Lithium-Ionen-Batterien benötigen fast keine Wartung. Wenn Sie jedoch darauf achten, dass die Batterien bei regelmäßiger Nutzung nicht überladen oder übermäßig entladen werden, dass sie nicht außerhalb ihres Betriebstemperaturbereichs verwendet werden und dass ungenutzte Batterien regelmäßig aufgeladen werden, können Sie ihre Lebensdauer angemessen verlängern.

  • Umweltfreundlich

Lithium-Ionen-Batterien sind wiederaufladbare Batterien, die eine hohe Energiedichte aufweisen und die Umweltbelastung verringern. Außerdem enthalten Lithium-Ionen-Batterien keine Schwermetalle wie Cadmium, Blei oder Quecksilber und belasten daher die Umwelt nicht.

Schlussfolgerung

Dies sind die Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien. Andere Aspekte sind möglicherweise nicht erwähnt, und wir werden sie weiterhin aktualisieren.

Wenn Sie mehr über Lithium-Ionen-Batterien erfahren möchten, finden Sie hier einen Artikel über die 16 Arten von Lithium-Ionen-Batterien.