Anteil der positiven Elektrode des Energiespeichers

Wenn eine Ladung mit einem Kabel zwischen der positiven und negativen Elektrode angeschlossen wird, wird der negativen Elektrode Elektronen entzogen. Diese „wandern" dann über das Kabel zur positiven Elektrode. Die Elektronen, die der negativen Elektrode entzogen wurden, werden den Lithium-Ionen, die im Graphit gespeichert waren,

Was ist eine positive Elektrode?

Die positive Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie besteht aus einem Metalloxid, zum Beispiel LiMO 2 oder LiM 2 O 4, oder aus einem Metallphosphat (LiMPO 4). Die Lithium-Ionen werden darin ein- und ausgelagert (interkaliert) ohne Änderung der Metalloxidstruktur. Die Partikelgröße beträgt rund 5 µm, die Schichtdicke rund 80 bis 100 µm.

Was ist der Unterschied zwischen positiven und negativen Elektroden?

Dazu zählen Spannungslage, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit im Betrieb. Die positive Elektrode, die Separation und der Elektrolyt sind weitgehend ähnlich aufgebaut. Der wesentliche Unterschied besteht in der negativen Elektrode. An ihr erfolgt die Umsetzung von Wasserstoff, der in der Legierung gespeichert werden kann.

Was sind die Alterungsmechanismen der positiven Elektrode?

Die Alterungsmechanismen der die Kapazität begrenzenden positiven Elektrode sind temperaturabhängig (Arrhenius-Gleichung: ca. 8–12 K Temperaturerhöhung beschleunigt die Alterung um den Faktor zwei). Daher können Maßnahmen zur Thermostatierung die Lebensdauer erhöhen. Dies gilt insbesondere, wenn die Batterien hochstrombelastet werden.

Wie werden Elektroden erzeugt?

Die Elektroden werden durch Separatoren, mitunter auch nur durch Abstandshalter voneinander getrennt. Durch die Formgebung der Lamellen können Elektroden unterschiedlicher Flächenkapazität erzeugt werden. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Kontaktierung der aktiven Komponenten ist der Zusatz von elektrisch leitenden Materialien erforderlich.

Wie beeinflussen Nebenprozesse die Reaktivität der Elektroden?

Diese Reaktionen verringern den Wirkungsgrad der Energiespeicherung. Weitere Nebenprozesse in den Zellen führen zu chemischen Veränderungen der Reaktanten, die die Reaktivität der Komponenten beeinflussen können. So sind zum Teil Alterungsprozesse der Elektroden auf solche chemischen Veränderungen zurückzuführen.

Wie funktioniert die Energiespeicherung?

Die Energiespeicherung beruht auf der Umwandlung von Nickelhydroxid zum Nickeloxyhydroxid an der positiven Elektrode, bei der ein formaler Wertigkeitswechsel des Nickels von + 2 zu + 3 eintritt. An der negativen Elektrode wird beim Laden Cadmiumhydroxid (Cadmium mit der Wertigkeit + 2) zu metallischem Cadmium (Wertigkeit 0) umgewandelt.