Batterien: Welcher Batterietyp ist der beste?

Die Nickel-Cadmium-Batterie war die einzige Batterie, die seit vielen Jahren für tragbare elektrische Geräte einschließlich mobiler Computer und drahtloser Kommunikation verwendet wurde. Erst in den frühen 90ern haben Lithium-Ionen-Batterien das Licht erblickt, indem sie den Nickel-Cadmium-Batterien eine harte Konkurrenz gemacht und schließlich die Akzeptanz der Kunden gewonnen haben. Die Lithium-Ionen-Batterie ist eine der beliebtesten Batterien, die in einer Vielzahl von Anwendungen weit verbreitet ist.

Lithium-Ionen-Batterien

Die Lithium-Ionen-Batterie ist zu einer handelsüblichen Batterie geworden, die ursprünglich als nicht wiederaufladbare Batterie auf den Markt gebracht wurde. Das für Batterien ausgewählte Metall ist das leichteste mit großem elektromagnetischen Potential und hoher Energiedichte für das Gewicht. Lithiumbatterien halten bis zu 5 Jahre oder länger. Der Akku aus Lithium-Ionen ist wartungsarm und benötigt keine zusätzliche Pflege, um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern. Die Lithiumbatterien sind im Vergleich zu Nickel-Cadmium bei der Entsorgung weniger schädlich.

Vorteile der Lithium-Ionen-Batterie

  • Wartungsarme Batterie.
  • Es ist kein geplanter Zyklus erforderlich, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern.
  • Die Selbstentladung ist im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Batterien um 50% geringer.
  • Weniger schädlich bei Entsorgung.

Nachteile der Lithium-Ionen-Batterie

  • Das Lithium-Ion benötigt eine Schutzschaltung, um aufgrund seiner zerbrechlichen Natur sicher zu arbeiten.
  • Das Alter des Akkus ist ein Problem für Lithium-Ionen, da der Akku unabhängig von der Verwendung innerhalb eines Jahres und darüber einen Teil seiner Kapazität verliert.
  • Es besteht die Möglichkeit, dass eine Batterie nach zwei bis drei Jahren ausfällt, in einigen Fällen jedoch bis zu fünf Jahren hält.

Verschiedene Arten von Lithium-Ionen

Lithium-Ionen-Batterien gibt es in vielen Varianten und sie sind nach ihren aktiven Materialien benannt. Die Materialien werden abgekürzt, um das Erinnern und Aussprechen zu erleichtern. Obwohl es verschiedene Lithiumbatterien gibt, werden fünf davon häufig in verschiedenen Anwendungen verwendet, darunter LCO-Batterien, LMO-Batterien, NMC-Batterien, LFP-Batterien und NCA-Batterien.

LCO-Batterien

LCO ist eine Abkürzung für Lithium-Cobalt-Oxid. Lithium-Kobalt-Akkus sind für ihre hohe Energie bekannt und werden häufig in Laptops, Mobiltelefonen und Digitalkameras verwendet.

Vorteile

  • LCO-Batterien sind für ihre hohe Energie bekannt.
  • Beliebte Batteriewahl für Digitalkameras, Mobiltelefone und Laptops.

Nachteile

  • Die LCO-Batterien haben relativ eine kurze Lebensdauer.
  • Lithiumkobalt hat eine geringe thermische Stabilität.
  • Die Batterien haben eine bestimmte Leistung und eine begrenzte Ladefähigkeit.

Lebensdauer

Die Lebensdauer beträgt je nach Entladung, Temperatur und Last 500-1000.

Anwendungen

Handys, Laptops, Tablets und Digitalkameras.

LMO-Batterien

LMO ist eine Abkürzung für Lithiummanganoxid und Mangan ist das aktive Material. Es ist bekannt, dass Mangan die derzeitige Handhabung verbessert und den Innenwiderstand verringert. Die Batterien sind bekannt für verbesserte Sicherheit und hohe thermische Stabilität. Die Lithium-Mangan-Batterien werden häufig in elektronischen Antrieben, medizinischen Geräten und Elektrowerkzeugen eingesetzt.

Vorteile

  • Mangan verbessert den Ionenfluss in der Batterie, was zu einer Verringerung des Innenwiderstands und einer Verbesserung der Stromhandhabung führt.
  • Hohe thermische Stabilität und verbesserte Sicherheit.

Nachteile

  • Der Zyklus und die Kalenderlebensdauer der LMO-Batterien sind begrenzt.
  • Mäßige spezifische Energie im Vergleich zu Kobalt.

Lebensdauer

Die Lebensdauer beträgt je nach Temperatur und Entladungstiefe 300-700.

Anwendungen

Medizinische Geräte, Elektroantriebe und Elektrowerkzeuge.

NMC-Batterien

NMC ist eine Abkürzung für Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid. Die Batterien können je nach Verwendung so angepasst werden, dass sie als Energiezellen oder Energiezellen dienen. Obwohl der Akku eine begrenzte Kapazität von 2000 mAh hat, liefert er einen kontinuierlichen Entladestrom von 20 A.

Vorteile

  • Nickelionen ermöglichen einen geringen Innenwiderstand.
  • Nickel ist bekannt für seine hohe spezifische Energie.
  • Die Kombination von Nickel und Mangan erhöht die Festigkeit beider Metalle.
  • Wirtschaftlich im Vergleich zu Batterien auf Kobaltbasis, erhöhte Nachfrage nach.
  • Längere Lebensdauer im Vergleich zu Kobaltbatterien.

Nachteile

  • Schlechte Stabilität.
  • Mangan ist bekannt für niedrige spezifische Energie.

Lebensdauer

Die Lebensdauer beträgt 1000-2000, basierend auf Temperatur und Entladungstiefe.

Anwendungen

Industrieanlagen, medizinische Geräte, E-Bikes und Elektrofahrzeuge.

LFP-Batterien

LFP ist eine Abkürzung für Lithiumeisenphosphat. Batterien aus LFP stehen für gute elektrochemische Leistung und geringen Widerstand. Die Eigenschaften der Lithiumkombination Phosphor und Eisen ermöglichten den Bau von Kathoden in Nanogröße zur Stromversorgung. Die Hauptvorteile von LFP-Batterien sind eine hohe Nennstromstärke und eine verlängerte Lebensdauer.

Vorteile

  • Spezifische Energie.
  • LFP-Batterien bieten hervorragende Sicherheit.
  • Niedrige Kosten.
  • Verlängerte Lebensdauer.

Nachteile

  • Mäßige spezifische Energie.
  • Erhöhte Selbstentladung.

Lebensdauer

2000 und höher basierend auf der Temperatur und bezogen auf die Entladungstiefe.

Anwendungen

Tragbare und stationäre elektrische Geräte, die hohe Strombelastung und Ausdauer benötigen.

NCA-Batterien

NCA ist eine Abkürzung für Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid, die in speziellen Anwendungen verwendet werden. Die Batterieeigenschaften ähneln denen von NMC in Bereichen mit hoher spezifischer Energie und langer Lebensdauer.

Vorteile

  • Die NCA-Batterien sind für ihre hohe spezifische Energie bekannt.
  • Die Kombination von Ionen ist bekannt für hohe spezifische Energie und gute spezifische Leistung.
  • Der Akku mit NCA-Ionenkombination hat eine lange Lebensdauer.
  • Die Zugabe von Aluminium zu Nickel, Kobalt und Lithium erhöht die Stabilität der Chemikalien.

Nachteile

  • Die Batterie mit Lithium, Kobalt, Nickel und Aluminium ist mit hohen Kosten verbunden.
  • Die marginale Sicherheit der Batterie gibt Anlass zur Sorge.

Lebensdauer

500 basierend auf der Temperatur und bezogen auf die Tiefe der Entladung.

Anwendungen

Elektrischer Antriebsstrang, medizinische Geräte und Industriegebiete.

LTO-Batterien

LTO ist eine Abkürzung für Lithiumtitanat und steht für schnelles Laden und hohen Entladestrom. Die Null-Dehnungs-Eigenschaft der Metalle verleiht der Batterie einen Vorteil gegenüber Batterien mit Kobalt-, Graphit- und Lithiummischungen.

Vorteile

  • Der Akku kann nicht nur schnell aufgeladen werden, sondern liefert.
  • Bessere thermische Stabilität bei hohen Temperaturen im Vergleich zu anderen Batterien.
  • Höhere Zykluszahl im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Batterien.

Nachteile

  • Der Akku ist im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen-Akkus teuer.

Lebensdauer

3000-7000

Anwendungen

Solarbetriebene Straßenbeleuchtung, elektrischer Antriebsstrang und USV.

NiMH-Batterien

NiMH steht für Nickel-Metallhydrid und ist eine Batterie auf Nickelbasis. Die Batterie wurde als sicherere Alternative zu Nickel-Cadmium-Batterien eingeführt und von den Umweltbehörden zur Lösung des Toxizitätsproblems zugelassen. Die NiMH sind die leicht verfügbaren wiederaufladbaren Batterien für Verbraucher auf dem Markt. Der Akku ist bekannt für seine Langlebigkeit und seine geringen Kosten. Die Batterien sind in verschiedenen Größen erhältlich, einschließlich AA und AAA. Die Batterien werden häufig in kleinen Geräten und Haushaltsgeräten verwendet.

Vorteile

  • Verbesserte Selbstentladung im Vergleich zu NiCd-Batterien; 20% in den ersten 24 Stunden und 10% danach jeden Monat.
  • Reduzierte Korrosion der Legierungen.
  • Lange Lebensspanne.
  • Die Kombination ist modifiziert und wird im elektrischen Antriebsstrang verwendet, um die erforderliche Robustheit zu erreichen.

Nachteile

  • Die Batterie ist im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Batterien empfindlicher und etwas komplizierter.
  • Verringerte spezifische Energie.
  • Die NiMH-Akkus reagieren empfindlich auf Überladung.
  • Die Batterien erzeugen beim schnellen Laden und beim Entladen unter hoher Last Wärme.
Klaus Bachmann

Klaus Bachmann

Autor und Schöpfer

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