Eigenschaften von Lithium-Ionen-Akkus

Lithium ist das kleinste und aktivste Metall im chemischen Periodensystem. Kleine Größe, hohe Kapazitätsdichte, weithin von Verbrauchern und Ingenieuren begrüßt. Wenn die chemischen Eigenschaften jedoch zu aktiv sind, bringt dies ein hohes Risiko mit sich. Wenn Lithiummetall der Luft ausgesetzt wird, erzeugt es eine heftige Oxidationsreaktion mit Sauerstoff und explodiert. Um Sicherheit und Spannung zu verbessern, haben Wissenschaftler Materialien wie Graphit und Lithiumkobaltoxid erfunden, um Lithiumatome zu speichern. Die molekulare Struktur dieser Materialien bildet ein nanoskaliges feines Speichergitter, das zur Speicherung von Lithiumatomen genutzt werden kann. Selbst wenn die Batteriehülle bricht und Sauerstoff eindringt, sind die Sauerstoffmoleküle auf diese Weise zu groß, um in diese kleinen Speicherzellen einzudringen, so dass Lithiumatome nicht mit Sauerstoff in Kontakt kommen und eine Explosion vermeiden. Dieses Prinzip der Lithium-Ionen-Batterie ermöglicht es dem Menschen, gleichzeitig eine hohe Kapazitätsdichte und Sicherheit zu erreichen.

Beim Laden einer Lithium-Ionen-Batterie verliert das Lithiumatom der positiven Elektrode Elektronen und oxidiert zu Lithium-Ionen. Lithiumionen schwimmen durch den Elektrolyten zur negativen Elektrode, treten in die Speicherzelle der negativen Elektrode ein, nehmen ein Elektron auf und reduzieren sich zu Lithiumatomen. Beim Entladen wird der gesamte Vorgang umgekehrt. Um einen Kurzschluss durch direkten Kontakt zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie zu verhindern, wird der Batterie ein Membranpapier mit vielen feinen Löchern hinzugefügt, um einen Kurzschluss zu verhindern. Gutes Diaphragmapapier kann die Poren auch automatisch schließen, wenn die Batterietemperatur zu hoch ist, sodass Lithium-Ionen nicht passieren können, um Kampfsport zu verschwenden und Gefahren zu vermeiden.