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Lithium-Ionen-Batterie-Glossar: 17 Begriffe, die man kennen muss

Emtez DE

In diesem hilfreichen Glossar finden Sie die Grundlagen der Lithium-Ionen-Batterien, einschließlich aller wichtigen Begriffe, die sie vielleicht vorher noch nie gehört haben.

Bei Batterien jeglicher Art kann es schnell technisch werden. Sie haben schon genug zu tun, ohne dass Sie die Funktionsweise von Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen) in- und auswendig lernen müssen, aber ein grundlegendes Verständnis ist wichtig, um sicherzustellen, dass Sie sie sicher und verantwortungsvoll verwenden.

Im Folgenden finden Sie eine alphabetisch geordnete Liste der am häufigsten verwendeten Begriffe, die von Anbietern von Lithium-Ionen-Batterien, Entwicklern von Batteriepacks und Erstausrüstern verwendet werden - die Wörter und Ausdrücke, auf die Sie höchstwahrscheinlich stoßen, wenn Sie über Lithium-Ionen-Batterien recherchieren, diskutieren oder sie kaufen.

Glossar der Lithium-Ionen-Batterien

Auslaufen

Dieser Begriff beschreibt das Austreten des Elektrolyts an die Außenfläche der Batterie. Dies ist sehr gefährlich, da es leicht zu chemischen Reaktionen kommen kann, die Hitze erzeugen.

Dies kann andere Zellen schädigen und zu einer Kettenreaktion führen, die Brände oder Explosionen auslösen kann (siehe "Thermisches Durchgehen", unten).

C-Rate

 Da die Batterietechnologie immer weiter fortschreitet, ist es wichtig, die Sprache zu verstehen, die zur Beschreibung der Batterieleistung verwendet wird. Eine der wichtigsten Messungen ist die C-Rate, mit der Sie die Geschwindigkeit messen können, mit der eine Batterie geladen oder entladen werden kann. Eine C-Rate von 1C bedeutet zum Beispiel, dass eine Batterie in nur einer Stunde von 0-100% geladen werden kann.

Viele Hersteller von Lithium-Ionen-Akkus empfehlen eine Ladegeschwindigkeit von 0,8 C oder weniger, um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern. Die meisten Akkus vertragen jedoch auch einen höheren Lade-C-Wert, ohne dass sie Schaden nehmen.

Diese einfache Maßeinheit hilft Ihnen, fundiertere Entscheidungen über die Batterien zu treffen, die Sie in Ihrem Betrieb verwenden. Wenn Sie auf der Suche nach einer leistungsstarken Batterie sind, achten Sie auf die empfohlene C-Rate und wählen Sie diejenige, die Ihren Anforderungen entspricht.

Elektrolyt

Der Elektrolyt ist das Medium in einer Zelle, das es den Ionen ermöglicht, von einer Seite zur anderen und wieder zurück zu wandern und so die Fähigkeit der Batterie, sich aufzuladen (und wieder aufzuladen), zu erleichtern.

Entladeschlussspannung

Die Entladeschlussspannung stellt den niedrigsten Wert dar, bei dem die Batterie nicht mehr für eine weitere Verwendung geeignet ist. Die Kenntnis der Entladeschlussspannung Ihrer Batterien hilft Ihnen, sie besser zu warten und Ihren Betrieb effektiver zu gestalten.

Eine Batterie ist nicht gleich eine andere. Da verschiedene Batterietypen und Entladebedingungen unterschiedliche Kapazitäten und Lebensdauern erfordern, ist die angegebene Entladeschlussspannung für Ihre Batterien wahrscheinlich von Typ zu Typ unterschiedlich.

Entladespannung

Die Entladespannung (auch als Arbeitsspannung bezeichnet) ist die zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbare Batteriespannung, während sich die Batterie entlädt. Sie haben die Batterie eingesetzt und das Gerät/die Maschine läuft; dies ist die Spannung, die zu diesem Zeitpunkt erzeugt wird.

Lithium-Ionen-Batterien verlieren wie jede andere Batterie auch an Leistung. In Bezug auf die Entladespannung zeigt sich dies dadurch, dass die Spannung beim Entladen allmählich abnimmt. Die Geschwindigkeit dieser Abnahme hängt von mehreren Faktoren ab, wie z. B. dem zu versorgenden Gerät und der Batterie selbst.

Entladung

Die Entladung kann als die Hauptfunktion einer Batterie betrachtet werden. Sie beschreibt den Prozess, bei dem die Batterie zur Stromversorgung verwendet wird - etwas technischer ausgedrückt: Sie liefert Strom an einen Stromkreis, indem sie chemische Energie in elektrische Energie umwandelt.

Entladungstiefe (ET)

Die Entladetiefe (ET) oder Entladetiefe hat einen direkten Einfluss auf die Lebensdauer eines Akkus. Je tiefer die Entladetiefe, desto kürzer ist die Lebensdauer des Akkus. Für eine lange Ladedauer, die bei langen Schichtzyklen, wenigen Pausen oder kontinuierlichem Maschineneinsatz von Vorteil ist, sollte eine Tiefentladung so weit wie möglich vermieden werden. 

Innerer Widerstand

Der Widerstand innerhalb einer Batterie gegenüber dem Stromfluss wird als Innenwiderstand bezeichnet. Da im Inneren einer Batterie viel in Bewegung ist (z. B. der Fluss von Ionen, wechselnde Elektrolytkonzentration und unbeständige Temperaturen), ist der Innenwiderstand nicht fest.

Interner Druck

Der Druck, der sich im Inneren einer Batterie aufbaut, wird als Innendruck bezeichnet. Er ist das Ergebnis des Gases, das während des Lade- und Entladezyklus entsteht. Das Material der Batterie, ihr Herstellungsprozess, ihre Struktur und andere Faktoren spielen alle eine Rolle bei der Beeinflussung des erzeugten Gases und damit des Innendrucks.

Die Überwachung des Innendrucks einer Batterie ist wichtig, um die sichere und effiziente Funktion der Batterie zu gewährleisten und Gefahren zu vermeiden, die durch Überdruck entstehen können. 

Kapazität

Kapazität kann drei verschiedene Bedeutungen haben, je nachdem, ob es sich um die theoretische Kapazität, die tatsächliche Kapazität oder die Nennkapazität handelt.

Die theoretische Kapazität ist der höchstmögliche berechnete Wert. Wenn Sie verschiedene Batterien vergleichen, wird vielleicht die "spezifische Kapazität" erwähnt - dies ist die theoretische Kapazität pro Volumen- oder Masseneinheit.

Die tatsächliche Kapazität ist die Leistungsabgabe der Batterie unter bestimmten Bedingungen und ist immer geringer als die theoretische Kapazität.

Die Nennkapazität schließlich ist die Mindestmenge an Energie, die eine Batterie nach den einschlägigen Normen abgeben sollte.

Die Kapazität einer Batterie ist ein wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss. Diese Kapazität wird durch das Symbol C dargestellt und in der Einheit Amperestunde (Ah) oder Milliamperestunde (mAh) gemessen.

Lithium-Ionen

Lithium-Ionen-Batterien sind eine aufstrebende Technologie mit Anwendungen für Einweg- und wiederaufladbare Batterien. Im Vergleich zu Batterien auf Nickelbasis bietet sie eine höhere Leistung und eine doppelt so hohe Energiedichte, was ihr eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen ermöglicht.

Lesen Sie weiter: Lithium-Ionen: Was ist das und wie funktioniert es?  

Schnellladung

Schnellladung ist die Fähigkeit, einen Akku innerhalb von 2,5-6 Stunden auf seine volle Kapazität aufzuladen. Wie wir bereits bei der "C-Rate" erwähnt haben, liegt die empfohlene Ladegeschwindigkeit eines Lithium-Ionen-Akkus zwischen 0,5C und 1C, aber die vollständige Ladezeit beträgt in der Regel etwa 2-3 Stunden, was die Geschwindigkeit unterstreicht, mit der diese Akkus bequem aufgeladen und einsatzbereit gemacht werden können.

Sekundärbatterien

Sekundärbatterien sind wiederaufladbare Batterien, die nach der Entladung wieder aufgeladen werden können und mehrere Lade- und Entladezyklen durchlaufen können. Im Gegensatz dazu sind Primärbatterien Einwegbatterien, die nach der Entladung nicht wiederaufgeladen werden können und nach einmaligem Gebrauch entsorgt werden müssen.

Thermische Sicherung

Die Risiken im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Batterien sind gut bekannt. Um die Risiken zu minimieren, sind diese Batterien mit Thermosicherungen ausgestattet. Dieses Bauteil schützt vor Überströmen infolge häufiger Überladung, die eine häufige Ursache für thermisches Durchgehen ist (siehe unten), und macht so Ihre Batterien - und Ihren Betrieb - sicherer.

Thermisches Durchgehen

Einer der gebräuchlichsten Begriffe im Zusammenhang mit den Risiken von Li-Ionen-Batterien ist "Thermisches Durchgehen". Dieses Phänomen tritt auf, wenn eine Li-Ionen-Batterie überhitzt wird, in der Regel als Folge einer Überladung, obwohl auch andere Auslöser die Integrität Ihrer Batterie schädigen können. Durch chemische Reaktionen im Inneren des Akkus wird die gesamte gespeicherte Energie sehr schnell freigesetzt, wodurch die Temperatur innerhalb von Millisekunden in die Höhe schnellt (auf etwa 400 Grad Celsius). In der Regel kommt es zu einem Brand, manchmal explodiert die Batterie aber auch regelrecht.

Die Hitze der Reaktion und die damit verbundenen Temperaturen machen es sehr schwierig, die entstehenden Brände zu löschen, und da Batterien selten isoliert verwendet werden, werden andere Batterien in der Nähe oft beschädigt und fangen ebenfalls Feuer oder explodieren.

Überladung

Von Überladung spricht man, wenn man eine Batterie nicht von der Ladestation nimmt, auch wenn sie bereits vollständig geladen ist. Dies führt dazu, dass mehr Strom in die Zelle fließt, als sie verkraften kann, d. h. nachdem das gesamte aktive Material bereits in Energiereserven umgewandelt worden ist. Langfristig schadet dies der Batterie und kann zu Überhitzung und erhöhter Brandgefahr führen.

Wiederaufladbare Batterien/Zellen

Siehe "Sekundärbatterien" oben.