Ein Lithium-Ionen-Akkumulator, auch Lithium-Ionen-Akku, Lithiumionenakku, Li-Ion-Akku, Lithiumionen-Akku genannt, ist ein auf Lithium-Verbindungen basierender Akkumulator. Hier finden Sie Fakten rund um den Aufbau sowie Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Akkus. Des Weiteren gibt es Tipps und interessante Informationen zum Thema.
Lithium-Ionen-Akkus versorgen moderne elektrische und elektronische Geräte mit besonders hohem Energiebedarf, für die herkömmliche Akkumulatoren zu schwer oder auch zu groß wären. Die Li-Ion-Akkus werden in Smartphones, Notebooks, E-Bikes, Elektro-Autos und Elektro-Werkzeugen verbaut.
Durch z. B. mechanische Einwirkung, Kurzschluss, Überladung, Tiefenentladung oder Überhitzung kann es zu einem Thermal Runaway innerhalb des Akkus kommen, was zum Brand oder auch zur Explosion führen kann. Deswegen sollten Lithium-Ionen-Akkus nicht überhitzt oder überladen werden. Schläge, Stöße oder sonstige Beschädigungen am Akku sollen unbedingt vermieden werden.
Wichtig: Lithium-Ionen-Akkus, die aufgebläht, verformt oder ausgegast sind, einen schmierigen Film oder sonstige äußere Ablagerungen im Bereich der Pole aufweisen, sind beschädigt und sollten keinesfalls weiterverwendet bzw. geöffnet werden.
Bei vollentladenem bzw. vollgeladenem Akku entstehen zu hohe Belastungen für die Elektroden. Flaches Laden und Entladen kann hingegen die Lebensdauer signifikant verlängern. Ein Lithium-Ionen-Akku, von dem statt 100 % nur 50 % der maximalen Kapazität entladen und dann wieder geladen wird, kann z. B. mehr als die doppelte Zahl an Ladezyklen durchhalten. Mehr dazu hier.
Ausgediente Akkus sind nicht im Hausabfall, sondern an entsprechenden Sammelstellen zu entsorgen. Die Sammelstellen müssen überall dort verfügbar sein, wo Akkus und Batterien verkauft werden. Diese Vorgehensweise hält Schadstoffe aus der Umwelt fern und reduziert die Brandrisiken.
Ausgediente größere Akkus, z. B. aus E-Bikes, gelten als Industrie-Batterien und werden meistens kostenlos von den Händlern zurückgenommen. Auch ausgewählte kommunale Sammelstellen nehmen Industrie-Batterien kostenfrei zurück.
Beim Aufbau von Lithium-Ionnen-Akkus werden folgende Materialien verwendet:
Negative Elektrode (Anode beim Entladen und Kathode beim Laden)
Elektrolyt
Positive Elektrode (Kathode beim Entladen und Anode beim Laden)
Separator
Stromableiter
Ein Lithium-Ionen-Akku verschlechtert sich sowohl durch Verwendung als auch ohne Benutzung einfach mit der Zeit. Vor allem die Akkus der ersten Generationen hatten eine relativ kurze Lebensdauer. Teilweise konnten schon nach ca. 12 Monaten erhebliche Kapazitätsverluste festgestellt werden. Nach 2 bis 3 Jahren waren so mancher Li-Ion-Akkus bereits komplett unbrauchbar. Dabei war weniger die Zahl der Lade-Entlade-Zyklen, sondern vor allem die Lagerungssituation sowie das Auflade-Niveau ausschlaggebend: je höher die Temperatur und je voller war der Akku geladen, desto eher kam es zum Ausfall.
Bei modernen Lithium-Ionen-Akkus ist die Lebensdauer erheblich länger, sodass inzwischen vor allem die Zahl der Lade-Entlade-Zyklen entscheidet, wie lange der Li-Ionen-Akku verwendet werden kann.
Ein Lade-Entlade-Zyklus bezeichnet vollständige Ladung und Entladung von Akkumulatoren. Die erreichbare Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen hängt von der Art und Qualität des Lithium-Ionen-Akkus sowie von der Temperatur und von der Nutzungsart des Akkus ab.
Quellen:
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Lithium-Ionen-Akkumulator aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. Es sind weitere Quellen eingeflossen. Hier ist die Liste:
https://www.chemie.de/lexikon/Lithium-Ionen-Akkumulator.html