Batterietypen_Lithium-Ionen-Akku

Über Lithium-Ionen-Akkus

Kundenspezifische Lithium-Ionen-Akkus werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Unterhaltungselektronik, Smart-Home-Geräte, leichte Energiegeräte wie Elektrowerkzeuge, Spielzeug, Flugmodelle, UAVs, medizinische Instrumente, AGV-Roboter und Kfz-Hilfsstromsysteme.

Sie sind zudem mit verschiedenen Beleuchtungsgeräten kompatibel, darunter Notleuchten, Industriebeleuchtung, Außenleuchten und Grubenlampen. Darüber hinaus eignen sich unsere Batterien hervorragend für Vermessungsinstrumente, Detektionsgeräte, RFID-Terminals, Barcode-Scanner, tragbare Drucker, Kassensysteme und andere kundenspezifische intelligente Geräte.

Was ist ein Lithium-Ionen-Akku?

Die Lithium-Ionen-Batterie (Li-Ion) ist ein weit verbreiteter wiederaufladbarer Energiespeicher. Beim Entladen wandern Lithium-Ionen von der negativen zur positiven Elektrode und kehren ihre Migrationsrichtung während des Ladezyklus um.

Im Gegensatz zu Einweg-Lithiumbatterien, die reines Lithiummetall enthalten, basieren Lithium-Ionen-Batterien auf eingebetteten interkalierten Lithiumverbindungen als Kernelektrodenmaterialien.

Die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie

1991 – Sony und Asahi Kasei brachten die erste kommerzielle Lithium-Ionen-Batterie auf den Markt.

1996 – John Goodenough, Akshaya Padhi und Mitarbeiter schlugen Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) und andere Phospho-Olivine (Lithiummetallphosphate mit der gleichen Struktur wie das Mineral Olivin) als positive Elektrodenmaterialien vor.

2001 – Zhonghua Lu und Jeff Dahn melden ein Patent für die Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid (NMC)-Klasse positiver Elektrodenmaterialien an, die im Vergleich zum weit verbreiteten Lithium-Cobalt-Oxid Verbesserungen in Bezug auf Sicherheit und Energiedichte bieten.

2002 – Yet-Ming Chiang und seine Arbeitsgruppe am MIT erzielten eine deutliche Leistungssteigerung von Lithiumbatterien, indem sie die Leitfähigkeit des Materials durch Dotierung mit Aluminium, Niob und Zirkonium erhöhten. Der genaue Mechanismus dieser Leistungssteigerung wurde Gegenstand einer breiten Debatte.

2004 – Chiang steigerte die Leistung erneut durch die Verwendung von Lithium-Eisen(II)-phosphat-Partikeln mit einem Durchmesser von weniger als 100 Nanometern. Dadurch verringerte sich die Partikeldichte um fast das Hundertfache, die Oberfläche der positiven Elektrode vergrößerte sich und Kapazität und Leistung wurden verbessert. Die Kommerzialisierung führte zu einem rasanten Wachstum des Marktes für Lithium-Ionen-Batterien mit höherer Kapazität sowie zu einem Patentstreit zwischen Chiang und John Goodenough.

2011 – Lithium-Ionen-Batterien machten 66 % aller Verkäufe von tragbaren Sekundärbatterien (d. h. wiederaufladbaren Batterien) in Japan aus.

2012 – John Goodenough, Rachid Yazami und Akira Yoshino erhielten die IEEE-Medaille 2012 für Umwelt- und Sicherheitstechnologien für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie.

2014 – Kommerzielle Batterien der Amprius Corp. erreichten 650 Wh/L (eine Steigerung um 20 %), verwendeten eine Siliziumanode und wurden an Kunden ausgeliefert. Die National Academy of Engineering würdigte John Goodenough, Yoshio Nishi, Rachid Yazami und Akira Yoshino für ihre Pionierarbeit auf diesem Gebiet.

Im Jahr 2016 betrug die weltweite Produktionskapazität für Lithium-Ionen-Batterien 28 Gigawattstunden, davon 16,4 GWh in China.

Klassifizierung von Lithium-Ionen-Batterien

Klassifizierung nach Kathodenmaterial / Vor- / Nachteile / Anwendung:

Artikel	Anodenmaterial	Chemische Formel	Nennspannung	PRO	MIT	Anwendung	Kommerziell
1	Lithium-Cobalt-Oxid	LiCoO2	3,7 V	Hohe Kapazität	Mittlere Abflussrate	Handy	1991
					Mittlere Sicherheit	Laptops
					Mittlere Lebensspanne	Kameras
2	Lithium-Manganoxid	LiMn2O4	3,7 V	Sicher	Geringere Kapazität	Elektrowerkzeuge	1999
				Hohe Leistung		Elektrofahrzeug (EV)
				Langes Leben		Medizinisch
3	Lithiumtitanat	Li4Ti5O12	2,4 V	Hohe Leistung	Niedrigere Zellspannung	Busse	2008
				Schnellladung (10C) in weniger als 10 Minuten		Netz
				Gute Leistung bei niedrigen Temperaturen		Gabelstapler
				Lange Lebensdauer
4	Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid	LiNiMnCoO2	3,7 V	Sicher	Geringere Kapazität	Elektrowerkzeuge	2008
				Kann eine hohe Leistung haben.		Elektrofahrzeug (EV)
				Langes Leben		Medizinisch
						Hobby
5	Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminiumoxid	LiNiCoAlO2	3,7 V	Hohe Kapazität	Höhere Kosten	Tragbare Geräte	1999
				Hohe Leistung	Nicht so sicher wie LiMn2O4 und LiFePO4	EV (Elektrofahrzeug)
				Lange Lebensdauer		Intelligentes Stromnetz

Klassifizierung von Lithium-Ionen-Batterien nach Form

Lithium-Ionen-Zellen werden in verschiedenen Größen hergestellt und häufig zu Akkupacks für tragbare Geräte zusammengebaut. Hauptsächlich sind sie zylindrisch (Stahlgehäuse) und prismatisch (Aluminiumgehäuse).

Die meisten unserer Akkuzellen verfügen über integrierte Schutzschaltungen, die zuverlässigen Schutz vor Tiefentladung und Kurzschluss bieten. Durch den Einbau dieser Schutzkomponenten verlängert sich der Akku geringfügig. Zum Vergleich: Standardmäßige 18650-Zellen sind etwa 65 mm lang, während geschützte Zellen in der Regel ca. 68 mm lang sind. Für ein sicheres und effizientes Laden sind spezielle Ladegeräte erforderlich, die auf den jeweiligen Akkutyp abgestimmt sind.

Zur Beschreibung der geometrischen Parameter zylindrischer Batterien werden universelle digitale Größenkennzeichnungen verwendet, die sich an der Kennzeichnungsnorm für Lithium-Knopfzellen orientieren. Wiederaufladbare Hochleistungszellen verwenden üblicherweise fünfstellige Größenkennzeichnungen. Die ersten beiden Ziffern geben den Zelldurchmesser in Millimetern an, die letzten drei die Batteriehöhe in 0,1-mm-Schritten.

Zylindrische Bauformen sind bei gängigen Lithium-Ionen-Batteriezellen weit verbreitet. Dank zahlreicher optionaler Spezifikationen können sie verschiedenste kundenspezifische Anforderungen hinsichtlich Abmessungen und Energiekapazität erfüllen.

Namen		Typische Kapazität	Abmessungen in mm		Kommentare
AUSWEIS	Andere häufige	Typische Kapazität	Durchmesser	Länge	Kommentare
8570		280	8,5	57	Wird in einigen elektronischen Zigaretten verwendet.
10180	Lithium-Ionen-Akku ⅓AAA	90	10	18	Manchmal auch als ⅓ AAA bezeichnet. Wird in winzigen Taschenlampen verwendet.
10280	Lithium-Ionen-Akkus ⅔AAA	200	10	28	Wird in kleinen Taschenlampen verwendet.
10440	Lithium-Ionen-AAA-Batterie	340	10	44	Gleiche Größe wie eine AAA-Zelle.
14250	Lithium-Ionen-Batterie ½ AA	300	14	25	Gleiche Größe wie eine halbe AA-Zelle. Wird in der Taschenlampe Lummi RAW verwendet.
14430	Lithium-Ionen-Batterie ½ AA	400	14	43	Wird verwendet in Solar-Gartenleuchten, wird verwendet in wiederaufladbaren Rasierern (z. B. einigen Philips/Norelco).
14500	Lithium-Ionen-AA	700–800	14	53	Gleiche Größe wie eine AA-Zelle. Einige Typen mit Schutzschaltung sind länger. Werden in vielen LED-Taschenlampen verwendet.
14650		940-1600	14	65	Ungefähr ¾ der Länge einer AA-Zelle.
15270		450–600	15	27	Ersatz für CR2-Primärlithiumbatterien. Die Nennspannung beträgt üblicherweise 3 V.
16340		500–1000	16	34	Alternativer Ersatz für CR123A-Primärlithiumbatterie. Ungeschützt. (16 × 36, einige geschützte Ausführungen).
16650		1600–2700	16	65	Hergestellt von Sanyo und einigen anderen Herstellern, schmalere Version der 18650-Zellen.
RCR123A	17340, R123,RCR123	750	17	34,5	Geschützte Ausführung, gleiche Größe wie und Ersatz für CR123-Primärlithiumbatterien für Kameras und Taschenlampen. Größe ⅔A.
RCR123A	23A, Tenergy 30200	750	17	34,5
17500	A	1100	17	50	Sie hat die gleiche Größe wie eine A-Zelle und ist 1,5-mal so groß. Länge eines CR123A.
17670		1250	17	67	Doppelt so lang wie eine Standard-CR123A-Batterie.
18350		700–1200	18	35
18490		800–1300	18	49
18500		2000	18	50	Etwa gleich lang wie eine AA-Zelle, aber größerer Durchmesser.
18650	168A	1500–3600	18	65	Dieser Zelltyp wird in vielen Laptop-Akkus, Akku-Werkzeugen, bestimmten Elektroautos, E-Zigaretten und LED-Taschenlampen verwendet.
20700		3000–4000	20	70	Eingeführt von Sanyo/Panasonic für den Einsatz in tragbaren Elektrowerkzeugen als leistungsstärkerer und kapazitätsstärkerer Nachfolger der 18650-Zellen.
21700	21-70, 2170	4200–5000	21	70	Von Samsung und LG Chem im Jahr 2015 für Elektrofahrräder angekündigt. Seit dem 5. Januar 2017 wird es in der Tesla Gigafactory 1 für das Tesla Model 3 produziert.
25500		2500–5000	25	50	Etwa die gleichen Abmessungen wie eine C-Zelle.
26650		3300–5200	26	65	Die gängige Größe ist die ANR26650 LiFePO4-Zelle von A123 Systems für den Modellbau. Sie wird auch in größeren, leistungsstarken LED-Taschenlampen verwendet.
32600		3000–6000	32	60	Etwa die gleichen Abmessungen wie eine D-Zelle.

Es gibt unzählige Arten von prismatischen Aluminiumzellen. Hier stellen wir Ihnen die wichtigsten vor.

Prismatische Zellen:	Dicke	Breite	Länge	Nennkapazität
103450	10	34	50	1,95 Ah
63450	6.3	34	50	1,035 Ah
53448	5.3	34	48	0,94 Ah
53048	5,35	30	48	0,81 Ah

Anwendungen von Lithium-Ionen-Batterien

Unsere Lithium-Ionen-Batterien finden in verschiedenen Bereichen breite Anwendung, darunter Unterhaltungselektronik, intelligente Haushaltsgeräte, leichte Stromversorgungsgeräte (Elektrowerkzeuge, Spielzeug, elektronische Zigaretten, Modellflugzeuge, UAVs, medizinische Geräte, AGV-Roboter, Fahrzeug-Notstromversorgung), Beleuchtungssysteme (Notbeleuchtung, Industriebeleuchtung, Außenlampen, Grubenlampen), Vermessungsinstrumente (Totalstationen, Detektoren), RFID-Geräte (Barcodescanner, tragbare Drucker, POS-Terminals) und andere Spezialgeräte.

Teilen Sie uns einfach Ihre individuellen Bedürfnisse mit, und unsere professionellen Ingenieure werden Ihre Anforderungen umfassend prüfen und Ihnen die am besten geeignete Lösung anbieten.

Wir beantworten Ihre Angebotsanfrage in der Regel innerhalb von 24 Stunden. An Wochenenden und Feiertagen kann es zu geringfügigen Verzögerungen kommen.

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Nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf, und wir bieten Ihnen einen engagierten Service, bis Ihre Kaufwünsche vollständig erfüllt sind.

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