Vorteile und Nachteile von Lithium-Polymer-Batterien
Lithium-Polymer-Akkus, auch bekannt als Li-Po oder Li-Polymer, sind eine Weiterentwicklung der Lithium-Ionen- und Lithium-Metall-Akkus. Der wesentliche Unterschied zu Li-Ionen-Akkus besteht darin, dass Li-Po-Akkus anstelle einer flüssigen eine feste Polymer-Elektrolyt (SPE) wie Polyethylenoxid (PEO), Polyacrylnitril (PAN), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyvinylidenfluorid (PVdF) verwenden. Diese Akkus werden häufig in Systemen eingesetzt, bei denen das Gewicht eine wichtige Rolle spielt, wie z.B. bei Mobilgeräten, Drohnen und einigen Elektrofahrzeugen.
Chemie und Leistung
Die Kathode von Li-Po-Akkus besteht aus einem Verbundmaterial, das die Zellchemie definiert, während die Anode in der Regel aus porösem lithiiertem Graphit besteht. Die Elektrolyte können flüssig, polymer oder fest sein, wobei ein poröser Separator den Lithium-Ionen-Transport ermöglicht und gleichzeitig Kurzschlüsse und thermisches Durchgehen verhindert. Die Nennspannung liegt bei 3,7 V. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen nicht wiederaufladbaren primären Lithium-Batterien und den wiederaufladbaren sekundären Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Akkus.
Vorteile
Die Vorteile von wiederaufladbaren Zellen liegen darin, dass sie nach der Entladung wieder aufgeladen werden können, was sie umweltfreundlicher als Primärbatterien macht. Sie sind besonders vorteilhaft für leistungsintensive Geräte. Weitere spezifische Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus umfassen:
Hohe Zellspannung: Sie bieten eine Betriebsspannung von 3-5 Volt je nach spezifischer Chemie.
Hohe Energiedichte: Lithium-Ionen-Akkus sind leicht und kompakt.
Kein Memory-Effekt: Im Gegensatz zu NiCd- und älteren NiMH-Akkus zeigen Li-Ionen-Akkus keinen Memory-Effekt und haben eine lange Lagerfähigkeit.
Geringe Selbstentladung: Die Selbstentladerate von wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus liegt typischerweise bei 1,5–2 % pro Monat.
Nachteile
Trotz der vielen Vorteile gibt es auch Nachteile bei Lithium-Ionen-Akkus:
Preis: Wiederaufladbare Akkus haben höhere Anfangskosten als Primärbatterien.
Selbstentladung: In Anwendungen mit geringem Energiebedarf ist die Lebensdauer wichtiger, und die Selbstentladungseigenschaften von wiederaufladbaren Batterien machen sie weniger geeignet als Primärenergiequelle.
