Lithium-Ionen-Batterien versorgen die meisten elektronischen Geräte auf der ganzen Welt. Möglicherweise sind Sie jedoch auf bestimmte Unterhaltungselektronikgeräte mit einem Lithium-Polymer-Akku gestoßen.
Obwohl es vielleicht nicht sofort offensichtlich ist, gibt es einen signifikanten Unterschied zwischen Lithium-Ionen- (Li-Ion) und Lithium-Polymer- (Li-Po) Batterien.
In diesem Artikel werfen wir einen detaillierten Blick auf diese beliebten Batterietypen und wie sie die Geräte, die wir in unserem täglichen Leben verwenden, mit Strom versorgen.
Was sind Lithium-Ionen (Li-Ion) Batterien?
Der Lithium-Ionen-Akku versorgt Smartphones, Laptops und zahlreiche andere Geräte rund um den Globus mit Strom. Diese Batterien werden durch die Kombination von vier verschiedenen Komponenten hergestellt:
- Eine Kathode (der positive Anschluss)
- Eine Anode (der Minuspol)
- Ein Trennzeichen
- Elektrolyt
Die Anode besteht meistens aus Lithium (daher der Name), während die Kathode oft aus Graphit besteht. Oft werden auch Kobalt oder Mangan verwendet.
Der Separator verhindert, dass die Ladungen einen Kurzschluss verursachen, und der Elektrolyt dient als Medium, das die Bewegung der Ionen von der Anode zur Kathode ermöglicht.
Wenn Sie also Ihr Telefon aufladen, beginnen die am Minuspol gespeicherten Ionen zu vibrieren, bis sie genügend Ladung gewinnen, um die Reise von der Anode zur Kathode zu machen und die Trennung zu überwinden Schicht. Diese Bewegung erzeugt den Strom, der Ihr Gerät antreibt. Wenn sich Ihre Batterie entlädt, bewegen sich die Ionen zurück zur Kathode.
Was sind Lithium-Polymer (Li-Po) Batterien?
Ein Lithium-Polymer-Akku ist etwas neuer als der herkömmliche Lithium-Ionen-Akku, und erst vor kurzem wurden Li-Po-Akkus in Smartphones eingeführt. Es ist eine der vielversprechendsten Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien.
Der Hauptgrund dafür war ihre Schnellladefähigkeit. Lithium-Polymer-Akkus wurden ursprünglich in älteren, klobigen Telefonen verwendet und fanden sich in Laptops. Auch moderne Geräte wie Drohnen enthalten Lithium-Polymer-Akkus. Aufgrund ihrer Flexibilität und ihres geringen Gewichts findet man Lithium-Polymer-Akkus auch in Powerbanks.
Genau wie Lithium-Ionen-Akkus haben auch Li-Po-Akkus eine Anode und eine Kathode. Diese Batterien verwenden jedoch einen gelartigen Elektrolyten anstelle eines flüssigen Elektrolyten.
Das ist einer der Gründe, warum sie im Allgemeinen langlebiger sind und Sie sich auch keine Sorgen machen müssen, dass der Elektrolyt ausläuft. Dieses gelartige Material neigt jedoch dazu, mit der Zeit härter zu werden, was die Fähigkeit der Ionen verringert, sich frei zu bewegen, und die Batterielebensdauer verkürzt.
Die 8 wichtigsten Unterschiede zwischen Li-Ion- und Li-Po-Akkus
Es gibt eine Reihe von Unterschieden zwischen Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akkus.
1. Preisgestaltung
Einer der Hauptgründe für die weit verbreitete Einführung von Lithium-Ionen-Batterien ist ihr niedriger Preis. Neue Technologien haben den Preis von Lithium-Ionen-Batterien praktisch halbiert, und weil es sie schon eine ganze Weile gibt, ist es im Allgemeinen viel einfacher, diese Batterien herzustellen.
Im direkten Preisvergleich sind die Herstellungskosten von Lithium-Polymer-Akkus etwas höher. Aus diesem Grund werden sie normalerweise nicht in billigerer Elektronik verwendet.
2. Leistungsdichte
Die Leistungsdichte bezieht sich auf die Energiemenge, die die Batterie im Vergleich zu ihrem Gewicht enthält. Daher hat ein Akku mit einer höheren Leistungsdichte eine längere Laufzeit.
Lithium-Ionen-Akkus können im Vergleich zu Lithium-Polymer-Akkus ähnlicher Größe bis zu viermal so viel Ladung halten. Dies macht sie wünschenswerter für die Verwendung in kompakten elektronischen Geräten.
Andererseits müssen Lithium-Polymer-Akkus in der Regel mit einer Hart- oder Weichschalenhülle umhüllt werden. Dies erhöht die Masse weiter, was sie in kleineren Geräten unbrauchbar macht.
Die Waage kann jedoch irgendwann kippen, wenn neuere Herstellungsmethoden eingeführt werden.
3. Sicherheit
Lithium-Polymer-Akkus sind im Allgemeinen sicherer als ihre Lithium-Ionen-Pendants, vor allem wegen ihrer robusten Verpackung. Ein Hartschalen-Li-Po-Akku kann äußerem Druck widerstehen, wodurch Gefahren gemildert werden.
Das ist einer der Gründe, warum die meisten Geräte, die extrem schnelles Laden bieten, normalerweise Lithium-Polymer-Akkus enthalten. Das Elektrolytgel in einem Li-Po-Akku leckt auch weniger wahrscheinlich als der Li-Ion-Elektrolyt.
4. Passive Entladungsrate
Ein Gerät, das mit einem Li-Po-Akku betrieben wird, entlädt sich unglaublich langsam. Die passive Entladungsrate von Li-Po-Akkus ist im Vergleich zu Li-Ion-Akkus erheblich niedriger, sodass Sie sich keine Sorgen machen müssen, dass Ihrem Gerät der Saft ausgeht, wenn es nicht verwendet wird. Dabei ist die Langzeitlagerung von Li-Po-Akkus einfacher als von Li-Ion.
5. Vielseitigkeit
Ein wenig bekannter Vorteil von Lithium-Polymer-Akkus ist ihre Vielseitigkeit. Sie werden nicht nur in Mobiltelefonen, Powerbanks oder Laptops verwendet; Sie können Li-Po-Akkus auch für Hobby-Drohnen oder RC-Fahrzeuge kaufen.
Ein einfacher Grund dafür ist ihre anpassbare Natur. Sie können Li-Po-Akkus in allen Formen und Größen kaufen (aufgrund ihrer Gelbasis), und mehrere Hersteller haben sich diese Freiheit zunutze gemacht. Sie können Li-Po-Akkus von 1.000 mAh bis 10.000 mAh oder höher erhalten! Einige Li-Po-Akkus haben auch ein unglaublich dünnes Profil mit einer Dicke von weniger als 1 mm!
6. Nützliches Leben
Lithium-Ionen-Akkus halten im Allgemeinen länger als Lithium-Polymer-Akkus. Eine durchschnittliche Lithium-Ionen-Batterie kann zwei bis drei Jahre halten, während Lithium-Polymer-Batterien eine viel kürzere Lebensdauer haben. Das liegt daran, dass der auf Gel basierende Elektrolyt in Li-Po-Akkus zu härten beginnt.
7. Allgemeine Wartung
Lithium-Ionen-Akkus sind praktisch wartungsfrei. Li-Po-Akkus hingegen erfordern ein wenig Wartung.
Viele der Mythen über das Aufladen von Telefonen sind falsch. Mit der Smartphone-Software erhalten Sie auch genauere Batterieinformationen. Sie können zum Beispiel Kalibrieren Sie den Akku Ihres iPhones um mehr über seine allgemeine Leistung zu erfahren.
Wenn Sie beispielsweise Li-Po-Akkus lagern, müssen Sie sie vor der Lagerung um die 30%-Marke aufladen. In ähnlicher Weise benötigen größere Li-Po-Akkus zum Laden ein spezielles Balance-Ladegerät.
Neuere Technologien haben die Wartung von Lithium-Polymer-Akkus inzwischen erheblich vereinfacht, weshalb sie nun auch in Smartphones zum Einsatz kommen.
8. Portabilität
Sowohl Lithium-Ionen- als auch Lithium-Polymer-Akkus sind ziemlich tragbar. Ersteres gewinnt jedoch, weil man sie leicht in recht dünnen Designs findet, weshalb sie häufig in kleineren Unterhaltungselektronikgeräten verwendet werden.
Li-Ionen vs. Li-Po: Was ist am besten?
Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer weiten Verbreitung häufiger anzutreffen. Lithium-Polymer-Batterien werden jedoch aufgrund ihrer erhöhten Sicherheitsmerkmale und stabilen Leistung immer beliebter.
Allerdings arbeiten viele Unternehmen mittlerweile an neueren Technologien. Festkörperbatterien beispielsweise übertreffen Lithium-Ionen-Batterien in praktisch allen Bereichen und bieten eine vielversprechendere Alternative.