{"id":78389,"date":"2024-01-14T13:08:42","date_gmt":"2024-01-14T13:08:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/eigenschaften-von-lithium-metall-batterien-spannung-kapazitaet-und-selbstentladung\/"},"modified":"2024-01-14T16:30:32","modified_gmt":"2024-01-14T16:30:32","slug":"eigenschaften-von-lithium-metall-batterien-spannung-kapazitaet-und-selbstentladung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/eigenschaften-von-lithium-metall-batterien-spannung-kapazitaet-und-selbstentladung\/","title":{"rendered":"Eigenschaften von Lithium-Metall-Batterien | Spannung, Kapazit\u00e4t und Selbstentladung"},"content":{"rendered":"<h2>Merkmale von Lithium-Metall-Batterien<\/h2>\n<p>Lithium-Metall-Batterien, auch bekannt als Lithium-basierte Prim\u00e4rzellen, sind nicht wiederaufladbare Batterien, die metallisches Lithium als Anode verwenden. Sie zeichnen sich durch die niedrigste Selbstentladerate aus, was zu einer extrem langen Lagerf\u00e4higkeit von bis zu 10 Jahren bei Temperaturen bis zu 70 Grad Celsius f\u00fchrt.<\/p>\n<h2>Arten von Lithium-Metall-Batterien<\/h2>\n<ul>\n<li><strong>Lithium-Mangandioxid-Zelle:<\/strong> Diese Batterien sind weit verbreitet und bieten eine hohe Energiedichte.<\/li>\n<li><strong>Lithium-Eisendisulfid-Zelle:<\/strong> Sie sind bekannt f\u00fcr ihre Verwendung in leistungsstarken AA-Batterien.<\/li>\n<li><strong>Lithium-Thionylchlorid-Zelle:<\/strong> Diese Zellen zeichnen sich durch eine sehr lange Lebensdauer aus.<\/li>\n<li><strong>Lithium-Luft-Zelle:<\/strong> Sie sind eine neuere Entwicklung mit hohem Potenzial f\u00fcr zuk\u00fcnftige Anwendungen.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Chemische Reaktionen<\/h2>\n<p>Die Gesamtreaktion in einer Lithium-Mangandioxid-Zelle l\u00e4sst sich folgenderma\u00dfen darstellen:<\/p>\n<p>\\(Li(s) + MnO_2(s) \\rightleftharpoons MnO_2(Li^+) \\) [E\u00b0 = +3.19 V]<\/p>\n<h2>Unterscheidung zu Lithium-Ionen-Batterien<\/h2>\n<p>Lithium-Metall-Batterien sind von Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Batterien zu unterscheiden, die wiederaufladbar sind und kein metallisches Lithium enthalten.<\/p>\n<h2>Kennzeichnung und Normen<\/h2>\n<p>Die erste Ziffer im IEC-Standard kennzeichnet die chemische Zusammensetzung der Batterie. Beispielsweise steht &#8222;C&#8220; f\u00fcr Lithium-Metall-Batterien (wie CR2032).<\/p>\n<h2>Eigenschaften von Lithium als Elektrodenmaterial<\/h2>\n<p>Lithium ist weich und formbar und kann zu d\u00fcnnen Folien extrudiert werden. Es hat ein niedriges Elektrodenpotenzial und eine sehr hohe Leitf\u00e4higkeit, was es zu einem ausgezeichneten Material f\u00fcr Hochenergiebatterien macht.<\/p>\n<h2>Klassifizierung nach Kathodenmaterial und Spannung<\/h2>\n<p>Lithium-Metall-Batterien k\u00f6nnen nach dem Kathodenmaterial und der Spannung klassifiziert werden. Einige g\u00e4ngige Beispiele:<\/p>\n<ul>\n<li>Batterien mit Eisendisulfid-Kathode und einer Nennspannung von 1,5 Volt.<\/li>\n<li>3,0-Volt-Systeme mit Kathoden aus festen Stoffen wie Mangandioxid oder fl\u00fcssigen, hochgiftigen Substanzen wie Thionylchlorid.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Wichtige Parameter von Lithium-Metall-Batterien<\/h2>\n<h3>Zellenspannung<\/h3>\n<p>Die Spannung elektrischer Batterien entsteht durch den Potentialunterschied der Materialien, die die positiven und negativen Elektroden bilden. Bei einer Lithium-Mangandioxid-Zelle betr\u00e4gt die Zellenspannung 3V.<\/p>\n<h3>Abschaltspannung<\/h3>\n<p>Die Abschaltspannung ist die minimal zul\u00e4ssige Spannung einer Batterie. Bei der CR2032-Batterie liegt die Nennspannung bei 3,0 V und die Abschaltspannung bei 2,0 V.<\/p>\n<h3>Kapazit\u00e4t<\/h3>\n<p>Die koulometrische Kapazit\u00e4t ist die Gesamtamperestundenkapazit\u00e4t, die verf\u00fcgbar ist, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom von 100% SOC bis zur Abschaltspannung entladen wird. Die typische Kapazit\u00e4t der CR2032-Batterie liegt im Bereich von 210-230 mAh.<\/p>\n<h3>C-Rate der Batterie<\/h3>\n<p>Die C-Rate gibt an, wie schnell eine Batterie im Verh\u00e4ltnis zu ihrer maximalen Kapazit\u00e4t entladen oder geladen wird. Eine 1C-Rate bedeutet, dass der Entladestrom die gesamte Batterie in einer Stunde entl\u00e4dt.<\/p>\n<h3>Selbstentladung<\/h3>\n<p>Batterien entladen sich allm\u00e4hlich selbst, auch wenn sie nicht angeschlossen sind und keinen Strom abgeben. Dies ist auf nicht-stromerzeugende &#8222;Neben&#8220;-chemische Reaktionen zur\u00fcckzuf\u00fchren, die innerhalb der Zelle stattfinden, auch wenn keine Last anliegt. Die j\u00e4hrliche Selbstentladungsrate der CR2032-Batterie bei Raumtemperatur und normaler Luftfeuchtigkeit liegt bei weniger als 1% der Nennkapazit\u00e4t.<\/p>\n<h2>N\u00e4chster Artikel<\/h2>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/logo.png\" alt=\"Characteristics of Lithium Metal Batteries\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/electric-battery\/characteristics-of-lithium-metal-batteries\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Nennspannung der Lithium-Metall-Batterie (CR2032) betr\u00e4gt 3,0 V und die Abschaltspannung betr\u00e4gt 2,0 V. 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