Die Lithiumbatterie ist ein Batterietyp, der die chemischen Reaktionen von Lithium zur Energiegewinnung nutzt. Sie ist eine Art wiederaufladbare Batterie (Sekundärbatterie), die in verschiedenen Geräten wie Smartphones, Laptops, Elektrofahrzeugen und Elektrowerkzeugen verwendet wird. Hier finden Sie eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus einer Lithiumbatterie:
Kathode (positive Elektrode): Die Kathode besteht in der Regel aus Lithiumverbindungen wie Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (LiNiMnCoO2) und Lithiumeisenphosphat (LiFePO4). Während des Ladevorgangs verlassen die Lithium-Ionen die Kathode und wandern durch den Elektrolyten zur Anode. Während des Entladevorgangs wandern die Lithiumionen von der Anode zurück zur Kathode.
Anode (Negative Elektrode): Die Anode besteht meist aus Graphit, Hartkohle, Lithiumtitanat oder Silizium und kann Lithiumionen aufnehmen und abgeben. Wenn die Batterie geladen wird, wandern die von der Kathode freigesetzten Lithiumionen zur Anode und lagern sich dort ein. Wenn sich die Batterie entlädt, werden die Lithium-Ionen in der Anode freigesetzt und kehren zur Kathode zurück.
Elektrolyt: Der Elektrolyt dient als elektrisches Leitmedium. Er ist der Weg, durch den die Ionen in der Batterie wandern, und erleichtert die schnelle Übertragung von Lithiumionen zwischen Anode und Kathode. In der Regel ist dieser Elektrolyt ein Gemisch aus Lithiumsalzen und einem organischen Lösungsmittel.
Zusätzlich zu diesen Komponenten enthält die Lithiumbatterie auch einen Separator, der sich zwischen Anode und Kathode befindet. Der Separator verhindert den direkten Kontakt zwischen Anode und Kathode, der zu einem Kurzschluss führen könnte, und ermöglicht dennoch den Durchgang von Lithiumionen. Dieser Separator besteht in der Regel aus einer mikroporösen Kunststofffolie, die eine hervorragende Ionenleitfähigkeit und Isolierung aufweist.
Schließlich werden alle diese Komponenten von einem Batteriegehäuse umschlossen, das das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff in die Batterie verhindert. Das Gehäuse hat einige Entlüftungslöcher, damit der Druck abgelassen werden kann, falls die Innentemperatur der Batterie zu hoch ansteigt.