{"id":2652,"date":"2023-04-24T09:16:44","date_gmt":"2023-04-24T07:16:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.jauch.com\/blog\/?p=2652"},"modified":"2023-04-24T09:33:42","modified_gmt":"2023-04-24T07:33:42","slug":"frag-den-doktor-der-chemie-warum-duerfen-primaere-lithium-batterien-nicht-wieder-aufgeladen-werden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jauch.com\/blog\/frag-den-doktor-der-chemie-warum-duerfen-primaere-lithium-batterien-nicht-wieder-aufgeladen-werden\/","title":{"rendered":"Frag den Doktor der Chemie: Warum d\u00fcrfen prim\u00e4re Lithium-Batterien nicht wieder aufgeladen werden?"},"content":{"rendered":"\n

Lithium-Batterien sind eine der am weitesten verbreiteten Arten von Batterien und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter elektronische Ger\u00e4te und Energiespeicher. Wir kennen diese Batterien haupts\u00e4chlich von unseren Smartphones, Wearables oder Autos, die wir wieder und wieder aufladen k\u00f6nnen. Es gibt jedoch auch Batterie-Chemien mit Lithium, die nicht wieder aufgeladen werden d\u00fcrfen. Dazu z\u00e4hlen zum Beispiel die Lithium-Thionylchlorid-Batterie (ER-Typen)<\/a> oder die Lithium-Mangandioxid (CR-Typen).<\/a> <\/p>\n\n\n\n

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Prim\u00e4re Lithium-Batterien d\u00fcrfen nicht wieder aufgeladen werden.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Doch warum d\u00fcrfen diese Batterien nicht wieder aufgeladen werden? Und warum ist das bei Lithium-Ionen<\/a> bzw. Lithium-Polymer-Batterien <\/a>kein Problem? Das haben wir unseren Doktor der Chemie, J\u00fcrgen Heydecke, gefragt: <\/p>\n\n\n\n

Prim\u00e4re Lithium-Batterien enthalten metallisches Lithium. \u201eMan kann sich das wie eine Folie oder einen Zylinder aus Lithium vorstellen, die hell und silbergl\u00e4nzend in der Batterie ist.\u201c, beschreibt J\u00fcrgen Heydecke. Wenn die Batterie nun entladen wird, wird das Lithium \u201everbraucht\u201c. Es geht in den Elektrolyten \u00fcber und damit auch in die Kathode. \u201eWenn die Zelle nun wieder aufgeladen werden w\u00fcrde, w\u00fcrde sich das Lithium nicht glatt, sondern nadelf\u00f6rmig an der Anode ablagern. Diese Ablagerungen haben die Form von Dendriten. Sie k\u00f6nnten durch den por\u00f6sen Separator einen inneren Kurzschluss erzeugen. In diesem Szenario w\u00fcrde das Lithium schmelzen und ein Thermal Runaway w\u00e4re die m\u00f6gliche Konsequenz.\u201c, so Heydecke.<\/p>\n\n\n\n

Dendriten sind kleine Ver\u00e4stelungen, die aussehen wie die Forts\u00e4tze von Nervenzellen. Jedoch stellen sie elektrochemische Ablagerungen an den Elektroden eines Akkus dar. Dendriten entstehen, wenn das Lithium im Laufe der Zeit durch den Elektrolyten wandert und sich an der Kathode ablagert. Dies kann dazu f\u00fchren, dass sich die Dendriten durch den Separator durchwachsen und einen Kurzschluss verursachen.<\/em><\/p>Dr. J\u00fcrgen Heydecke, Jauch Quartz GmbH<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

\u201eBei wiederaufladbaren Batterien ist das so nicht der Fall.\nLange wurde an geeigneten Interkalationsmaterialien geforscht\u201c, f\u00fchrt Dr.\nJ\u00fcrgen Heydecke weiter aus. Damit ist der Stoff gemeint, in den die\nLithium-Ionen interkalieren, also eingelagert werden. Heutzutage wird daf\u00fcr vor\nallem Kohlenstoff verwendet. Beim Aufladen werden die Lithium-Ionen nun in den\neinzelnen Schichten des Gitters gespeichert. Der Vorteil: das geht ohne die\nBildung von Dendriten. <\/p>\n\n\n\n

Bei wiederaufladbaren Lithium-Batterien bilden sich also in der Regel keine Dendriten, was die Batterie-Sicherheit positiv beeinflusst. Eine Ausnahme gibt es jedoch auch hier wei\u00df Heydecke. \u201eSolange die Batterien im Rahmen der Spezifikation\/Betriebsanweisung geladen werden besteht hier kein Risiko. Wenn aber der Arbeitstemperaturbereich oder die Str\u00f6me beim Laden nicht beachtet werden, dann besteht die Gefahr, dass sich das Lithium nicht in den Kohlenstoff-Schichten, sondern au\u00dfen ablagert. Jetzt haben wir denselben Fall wie bei den prim\u00e4ren Lithium-Batterien mit einem Plattieren der Elektroden durch Lithium und es kann dann auch zum Kurzschluss bzw. zum Abbrennen der Zelle kommen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

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In Bezug auf Ablagerungen w\u00e4ren Festk\u00f6rperbatterien ein L\u00f6sungsansatz.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

\u201eEin noch sicherer L\u00f6sungsansatz w\u00e4re die ein fester\nElektrolyt in der Lithium-Batterie. Aktuell wird viel an diesen\nFestk\u00f6rperbatterien geforscht \u2013 es fehlt nur noch Produktionserfahrung f\u00fcr das\ngeeignete Material f\u00fcr hohe Str\u00f6me.\u201c, schlie\u00dft Heydecke ab.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lithium-Batterien sind eine der am weitesten verbreiteten Arten von Batterien und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter elektronische Ger\u00e4te und Energiespeicher. Wir kennen diese Batterien haupts\u00e4chlich von unseren Smartphones, Wearables oder Autos, die wir wieder und wieder aufladen k\u00f6nnen. Es gibt jedoch auch Batterie-Chemien mit Lithium, die nicht wieder aufgeladen werden d\u00fcrfen. Dazu<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":2661,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[103,346],"yoast_head":"\nFrag den Doktor der Chemie: Warum d\u00fcrfen prim\u00e4re Lithium-Batterien nicht wieder aufgeladen werden? – Jauch Blog-Seite<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Lithium-Batterien sind weit verbreitet. Doch nicht jede Lithium-Chemie ist wiederaufladbar. Woran liegt das? 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