Wenn Sie sich nach einem kabellosen Gerät umgesehen haben, haben Sie wahrscheinlich viele mit einem Lithium-Ionen-Akku und einige mit einem Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Akku gefunden. Viele Hersteller verwenden Lithium-Ionen-Batterien als Stromquelle für Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge und andere elektronische Geräte. Dazu gehören Staubsauger, Laptops und Mobiltelefone. Erfahren Sie, warum Lithium-Ionen-Akkus so beliebt sind und welche kabellosen Geräte Sie kaufen sollten.
Wie Funktionieren Batterien?
Alle Akkus können für Lithium-Ionen, Nickel-Cadmium und Nickel-Metallhydrid verwendet werden. Bevor Sie verstehen können, wie ein wiederaufladbarer Lithium-Ionen-Akku funktioniert, müssen Sie wissen, wie Batterien im Allgemeinen funktionieren.
Um eine komplette Schaltung zu erstellen, besteht eine einfache Batteriezelle aus drei Teilen. Der erste Teil einer Batterie ist die Kathode. Die positive Seite einer Batterie wird als Kathode bezeichnet. Es erhält Elektronen von der zweiten Komponente, der Anode. Der Elektrolyt ist der dritte Bestandteil einer Batterie. Der Elektrolyt ist der Leiter, durch den die Energie von der Anode zur Kathode geleitet wird.
Wie Funktionieren Lithium-Ionen-Akkus?
Das Innenleben einer Lithium-Ionen-Batterie basiert auf dem gleichen Grundprinzip wie nicht wiederaufladbare Batterien Es gibt eine Kathode, eine Anode und einen Elektrolyten. Anode und Kathode bestehen jedoch aus unterschiedlichen Materialien wie Graphit bzw. Lithium-Kobalt-Oxid.
Nicht wiederaufladbare Batterien entladen sich und nutzen ihre Energie zur Stromerzeugung. Die Elektronen hören schließlich auf, einen Strom zu erzeugen. Sie müssen einen vollständig entladenen Lithium-Ionen-Akku nicht wegwerfen. Stattdessen können Sie es aufladen. Der chemische Prozess, der Geräte mit Energie versorgt, funktioniert umgekehrt, wenn die Batterie aufgeladen wird. Mit anderen Worten, die Anode empfängt die Lithiumionen und die Kathode sendet sie.
Warum Geraten Nickel-Cadmium- Und Nickel-Metallhydrid-Batterien In Ungnade?
Bevor es Lithium-Ionen-Akkus gab, verwendeten die Hersteller zunächst Nickel-Cadmium-Akkus. Dann wechselte ihre Präferenz zu Nickel-Metallhydrid-Batterien, als sie verfügbar waren. Die Wissenschaftler waren motiviert, einen besseren Akku zu entwickeln, den Lithium-Ionen-Akku.
Was Sind Die Einschränkungen Von Nickel-Cadmium-Batterien?
Eines der größten Probleme bei Nickel-Cadmium-Batterien liegt in der geringen Energiedichte. Die Energiedichte bezieht sich auf die Energiemenge, die eine Batterie an ein Gerät oder eine Elektronik abgeben kann. Nickel-Cadmium-Akkus müssen aufgrund ihrer geringen Energiedichte häufig nachgeladen werden, da sie einen kurzen Ladezyklus haben.
Nickel-Cadmium-Akkus haben eine lästige Tendenz zur Selbstentladung. Wenn sich eine Batterie selbst entlädt, bedeutet dies, dass im Inneren der Batterie eine chemische Reaktion stattfindet, die zu einer teilweisen Entladung führt. Die Kapazität des Akkus ist entweder gering oder er kann längere Zeit keinen Strom produzieren. Nickel-Cadmium-Akkus müssen typischerweise nach längerer Nichtbenutzung wieder aufgeladen werden.
Schließlich gibt es noch das Problem der Toxizität. Cadmium ist ein giftiges Schwermetall. Die Exposition gegenüber Cadmium kann bestimmte Krebsarten und andere schwerwiegende Erkrankungen verursachen. Cadmium ist eine giftige und gefährliche Chemikalie, die nicht recycelt werden kann.
Was Sind Die Grenzen Von Nickel-Metallhydrid-Batterien?
Im Gegensatz zu Nickel-Cadmium-Akkus sind Nickel-Metallhydrid-Akkus umweltfreundlich. Sie haben auch eine viel höhere Kapazität als Nickel-Cadmium-Akkus und kosten weniger als Lithium-Ionen-Akkus. Nickel-Metallhydrid-Akkus haben jedoch einige Nachteile.
Ähnlich wie Nickel-Cadmium-Batterien entladen sich Nickel-Metallhydrid-Batterien bei der Lagerung selbst. Ihre Selbstentladungsrate ist tatsächlich schneller als die von Nickel-Cadmium. Nickel-Metall-Hydrid-Akkus sind nach einigen Wochen ohne Nutzung irgendwann leer und müssen vollständig aufgeladen werden.
Sie leiden auch unter Spannungsverlust. Spannung ist einfach die Leistung des Stroms einer Batterie. Wenn die Spannungsleistung der Nickel-Metallhydrid-Batterie vor dem Wiederaufladen nicht vollständig entladen wird, verlieren sie ihre Spannungsleistung.
Ein weiteres Ladeproblem ist die Überladungsempfindlichkeit, bei der der Akku länger als vorgesehen am Ladegerät angeschlossen bleibt. Überladen kann dazu führen, dass sich der Akku schnell aufheizt, was seine Lebensdauer verkürzt.
Was Sind Die Vorteile Von Lithium-Ionen-Akkus?
Lithium-Ionen-Akkus bieten mehr Zuverlässigkeit als Nickel-Cadmium- oder Nickel-Metallhydrid-Akkus. Sie haben auch viele Vorteile, die Batterien auf Nickelbasis nicht haben. Im Gegensatz zu Nickel-Cadmium-Batterien sind Lithium-Ionen-Batterien nicht giftig und stellen daher keine Gefahr für Ihre Gesundheit und die Umwelt dar.
Die Lithium-Ionen-Akkus haben eine höhere Leistungsdichte als ihre Vorgänger. Daher kann ein Lithium-Ionen-Akku einem Gerät im Verhältnis zum Gewicht des Akkus viel Leistung verleihen, was ihn ideal für Heavy-Duty-Anwendungen macht.
Lithium ist eine extrem reaktive Substanz. Diese Eigenschaft verleiht Lithium eine hohe Energiedichte, was bedeutet, dass es mehr Energie speichern kann als Batterien auf Nickelbasis. Lithium-Ionen-Akkus wiederum senden einen hohen Strom an anspruchsvolle Geräte und Werkzeuge.
Lithium-Ionen haben den Kampf um Aufladung und Erschöpfung erneut gewonnen. Wenn Sie einen Lithium-Ionen-Akku aufladen möchten, müssen Sie ihn nicht zuerst vollständig entladen. Da Lithium-Ionen sich mit einer geringeren Geschwindigkeit entladen können als Nickel-Cadmium oder Nickel-Metall-Hydrid, hält es seine Ladung länger.
Wie Hoch Ist Die Lebenserwartung Eines Lithium-Ionen-Akkus?
Obwohl Lithium-Ionen-Akkus länger halten als andere wiederaufladbare Batterien, sind sie dennoch überlegen. Hersteller messen die Lebensdauer einer Lithium-Ionen-Batterie, indem sie die Anzahl der Zyklen bestimmen, die sie aushalten kann, wobei ein Zyklus als vollständiges Entladen und vollständiges Aufladen definiert wird.
Ein Lithium-Ionen-Akku kann mehrere tausend Zyklen halten, bevor er ausgetauscht werden muss. Diese Anzahl von Zyklen entspricht etwa 2 Jahren oder mehr. Die Langlebigkeit eines bestimmten Lithium-Ionen-Akkus hängt von seiner individuellen Kapazität sowie einigen anderen Faktoren ab.
Wie Sollte Ein Lithium-Ionen-Akku Gelagert Werden?
Sie haben eine niedrige Entladerate, sodass sie auch bei längerem Nichtgebrauch nicht beschädigt werden. Obwohl die Entladerate niedrig ist, ist sie nicht vorhanden. Es ist ratsam, sicherzustellen, dass der Akku zumindest einen Teil seiner Ladung behält, bevor er gelagert wird.
Wenn der Akku länger gelagert wird, ist es ratsam, ihn alle paar Monate aufzuladen.
