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Grundlage der Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Avatar of ER Elektronik ER Elektronik - 09. Oktober 2018 - Allgemeines

Grundlage der Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Lithium-Akkus sind Aktuell die Leistungsfähigsten Akkus.  Die Energiedichte liegt zwischen 120Wh/Kg -180Wh/Kg (je nach Typ) gerade besonders gut geeignet für mobile Geräte wie Smartphones, Tablets, Digitalkameras und Notebooks.  Sie speichern fast doppelt zu viel Energie wie die NiMH-Akkus.
Sie werden in vielen möglichen Bauformen angeboten, von zylindrischen bis zu flachen Zellen.

Die Nennspannung vom Li-Ion Akkus liegt je nach Typ bei 3,6 - 3,7V, die Ladespannung bei 4,1 - 4,2V (50 Millivolt genau eingehalten) und die Entladeschlussspannung bei 3V. Als Ladeverfahren wird spannungsbegrenztes Konstantstromladen verwendet, um Schäden zu verhindern hat jede Akkupack eine Lade- und Schutzelektronik die sie Überwacht bei Ladung und Entladung der Zellen.

Die Arbeitstemperatur liegt zwischen 0°C bis ca. 45°C beim Laden und -20°C bis ca. 60°C bei Entladen.

Die Alterung der Akkus wird durch die Zell-Oxidation verursacht. Die Zell-Oxidation ist von verschiedenen Faktoren beeinflusst, z.B. durch die Temperatur und den Ladezustand des Akkus. Bei höher Temperatur und vollem Akku entwickelt sich die Zellen Oxidation besonders schnell.

Die Optimale Lagerung der Li-Ion Akkus ist bei einem Ladezustand von 50% bis 80%. Die Lagerung wird empfohlen bei Zimmertemperatur, besser aber vor Feuchtigkeit geschützt in einem Kühlschrank. Bevor ein Akku in Betrieb genommen wird, lädt man diesen bei Zimmertemperatur voll auf.

Wenn Batterien längere Zeit gelagert werden, sollten sie regelmäßig kontrolliert werden.  Die Selbstentladung liegt bei ca. 1% pro Monat, obwohl dieser Faktor stark temperaturabhängig ist. Eine korrekte Akkupflege verlängert die Lebensdauer der Akkus, beachten Sie hierzu folgende Punkte:

- Temperaturen über 40°C vermeiden.
- Möglich nicht über 90% der Kapazität Laden.
- Möglich nicht unter 10% der Kapazität entladen.

Auf der Basis von Li-Ion-Akkus können auch verschiedene andere Akkus hergestellt werden, zum Beispiel:

LiCoO2    Lithium Cobaltdioxid  (3,6V/Zelle) erste verfügbare Technologie
LiPo    Lithiun Polymer  (3,7V Nennspannung/Zelle)
LiMn    Lithium Mangan  (3,6V Nennspannung/Zelle)  
LiFePO4    Lithium Eisenphosphat (3,3V Nennspannung/Zelle)
LiTi    Lithium Titanat (2,4 V Nennspannung/Zelle)

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