Die Hauptbestandteile einer Nickel-Metallhydrid-Batterie (NiMH) sind:
Positive Elektrode (Kathode): üblicherweise aus Nickelhydroxid (Ni(OH)₂) als Aktivmaterial.
Negative Elektrode (Anode): üblicherweise aus einer wasserstoffabsorbierenden Legierung (wie einer Lanthan-Nickel-Legierung, LaNi₅), die Wasserstoffionen aufnehmen und abgeben kann.
Elektrolyt: meist eine wässrige Lösung aus Kaliumhydroxid (KOH) oder Natriumhydroxid (NaOH), die die Ionenleitung ermöglicht.
Separator: eine mikroporöse Kunststofffolie, oft aus Polypropylen oder Polyester, die positive und negative Elektrode trennt, um Kurzschlüsse zu verhindern, und dabei Ionen durchlässt.
Batteriegehäuse: meist aus Metall oder Kunststoff; es gibt den inneren Bauteilen Halt und schützt sie.
Verbinder: einschließlich Elektrodenanschlüsse und Schweißverbindungen, für die elektrische Verbindung und den Aufbau des Akkupacks.
Diese Bauteile wirken zusammen, um über elektrochemische Reaktionen Energie zu speichern und abzugeben und Geräte mit Strom zu versorgen.
Die Hauptbestandteile einer Lithium-Ionen-Batterie sind:
Batterieabdeckungen (oben und unten): schützen die innere Struktur und bieten Anschlussflächen.
Positive Elektrode (Kathode): üblicherweise aus Lithiumkobaltoxid (LiCoO₂) oder anderen Verbindungen wie Lithium-Eisenphosphat (LiFePO₄) oder Lithiummanganoxid (LiMn₂O₄).
Separator: eine spezielle Verbundmembran, die den direkten Kontakt zwischen positiver und negativer Elektrode verhindert und gleichzeitig Lithiumionen durchlässt.
Negative Elektrode (Anode): üblicherweise aus Kohlenstoff wie Graphit als Aktivmaterial.
Organischer Elektrolyt: eine Lösung, die die Bewegung von Lithiumionen zwischen den Elektroden ermöglicht; meist ein Lithiumsalz, gelöst in einem organischen Lösungsmittel.
Batteriegehäuse: in Stahl oder Aluminium erhältlich; es bietet Halt und Schutz.
Der Innenwiderstand einer Batterie ist der Widerstand, auf den der Strom beim Fließen durch die Batterie trifft. Er besteht aus zwei Hauptteilen:
Ohmscher Widerstand: der Widerstand der inneren Materialien der Batterie (Elektroden, Elektrolyt, Separator usw.).
Polarisationswiderstand: der Widerstand aufgrund elektrochemischer Reaktionen, einschließlich des Ladungsübergangswiderstands und des Stofftransport-(Konzentrations-)Widerstands.
Ein hoher Innenwiderstand führt zu einer sinkenden Entladespannung und einer verkürzten Entladezeit. Der Innenwiderstand wird von den Materialien, den Herstellungsverfahren und der Batteriestruktur beeinflusst. Er ist ein wichtiger Parameter zur Beurteilung der Batterieleistung. Gemessen wird er üblicherweise mit speziellen Geräten, nicht mit der Ohm-Einstellung eines Multimeters.
Die Nennspannung ist der Spannungswert, den der Hersteller einer Batterie oder einem elektronischen Gerät aufgrund ihrer Bauweise und erwarteten Leistung zuweist. Sie stellt die typische Betriebsspannung dar, auch wenn die tatsächliche Spannung während der Nutzung in einem bestimmten Bereich schwanken kann.
Die Leerlaufspannung (OCV) ist die Spannung, die an den Anschlüssen einer Batterie gemessen wird, wenn sie an keine Last angeschlossen ist (also kein Strom fließt). Sie spiegelt das elektrochemische Potenzial der Batterie wider und kann zur Beurteilung des Ladezustands und des allgemeinen Gesundheitszustands dienen.
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