21700 Batterie: Revolution in der Lithium-Ionen-Technologie
Die 21700 Batterie, eine jüngere und leistungsstärkere Version der 18650 Lithium-Ionen-Batterie, hat in der Welt der wiederaufladbaren Batterien erhebliche Beachtung gefunden. Mit einer Spannung von 3,7 V und einer Kapazität zwischen 4000 und 5000 mAh bietet sie eine außergewöhnlich hohe Energiedichte und Effizienz. Dies macht sie ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, von Elektrofahrzeugen und E-Bikes bis hin zu tragbaren elektronischen Geräten.
Entwicklung und Eigenschaften
Entwickelt wurde die 21700 Batterie vor allem für den Einsatz in Elektroautos und elektrisch unterstützten Fahrrädern. Tesla Inc. in Zusammenarbeit mit Panasonic hat dieses Modell als das derzeit energieeffizienteste und kostengünstigste für die Massenproduktion herausgestellt. Ihr zylindrisches Format (21 mm x 70 mm) ermöglicht eine höhere Kapazität und längere Laufzeit als ihre Vorgänger.
Aufbau und Funktion
Die 21700 Batterie besteht aus einer Kathode, die aus einem lithiumhaltigen Verbundmaterial gefertigt ist, und einer Anode aus porösem lithiiertem Graphit. Der Elektrolyt kann flüssig, polymer oder fest sein, während der Separator porös ist und den Transport von Lithiumionen ermöglicht, aber gleichzeitig Kurzschlüsse und thermische Durchgänge verhindert.
Bei der Entladung bewegen sich Lithiumionen von der Anode durch den Elektrolyten zur Kathode und während des Ladens zurück. Die Gesamtreaktion während der Entladung lässt sich darstellen als: \(C_6Li + CoO_2 \rightleftharpoons C_6 + LiCoO_2\).
Vorteile und Einsatzgebiete
Zu den Hauptvorteilen der Lithium-Ionen-Batterien zählen ihre hohe Zellspannung, Energiedichte und der fehlende Memory-Effekt. Sie finden Anwendung in Laptops, kabellosen Elektrowerkzeugen, einigen Elektroautos, elektrischen Tretrollern, den meisten E-Bikes, tragbaren Powerbanks und LED-Taschenlampen.
Lithium-Ionen vs. Lithium-Polymer-Batterien
Lithium-Ionen-Polymer-Batterien unterscheiden sich durch die Verwendung eines festen Polymer-Elektrolyten anstelle eines flüssigen. Sie bieten im Vergleich zu anderen Lithium-Batterien eine höhere spezifische Energie und werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen Gewicht eine Rolle spielt, wie bei Mobilgeräten, Drohnen und einigen Elektrofahrzeugen.
Zusammensetzung und Chemie
Die Kathode der 21700 Batterie besteht hauptsächlich aus LiCoO2 oder LiMn2O4. Die Anode ist meistens aus lithiiertem Graphit gefertigt. Bei der Auswahl des Elektrolyts spielen Leistung und Sicherheit eine entscheidende Rolle. Die meisten in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Elektrolyte sind nicht-wässrige Lösungen, in denen Lithiumhexafluorphosphat (LiPF6) in organischen Carbonaten gelöst ist.
Dimensionen und Gewicht
Die physischen Dimensionen der 21700 Batterie betragen 70,0 mm in der Höhe und 21,0 mm im Durchmesser. Dies ermöglicht eine größere Kapazität und damit eine höhere Leistung als bei der kleineren 18650 Batterie.
Fazit
Die 21700 Batterie stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Batterietechnologie dar, insbesondere in Bezug auf Kapazität und Energieeffizienz. Ihre Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit machen sie zu einer bevorzugten Wahl für eine breite Palette von Anwendungen, insbesondere in der Elektromobilität und bei tragbaren elektronischen Geräten.
