Science Post: Was wissen Sie über Lithiumbatterien?

Eine elektrische Batterie ist eine elektrische Energiequelle, die aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen mit externen Anschlüssen zum Betreiben elektrischer Geräte besteht. Wenn eine Batterie elektrische Energie liefert, ist ihr Pluspol die Kathode und ihr Minuspol die Anode. Der negativ markierte Anschluss ist die Quelle der Elektronen, die durch einen externen Stromkreis zum positiven Anschluss fließen. Wenn eine Batterie an eine externe elektrische Last angeschlossen wird, wandelt eine Redoxreaktion energiereiche Reaktanten in energieärmere Produkte um, und die freie Energiedifferenz wird als elektrische Energie an den externen Stromkreis geliefert. Historisch gesehen bezog sich der Begriff „Batterie“ speziell auf ein Gerät, das aus mehreren Zellen besteht; Die Verwendung hat sich jedoch so entwickelt, dass sie Geräte umfasst, die aus einer einzigen Zelle bestehen.

Primärbatterien (Einweg- oder „Wegwerfbatterien“) werden einmal verwendet und entsorgt, da die Elektrodenmaterialien während der Entladung irreversibel verändert werden; Ein gängiges Beispiel ist die Alkalibatterie, die für Taschenlampen, Laptop-Akkus (Pack), E-Zigarre (elektronische Zigaretten/Dampf) und eine Vielzahl tragbarer elektronischer Geräte verwendet wird. Sekundäre (wiederaufladbare) Batterien können unter Verwendung eines angelegten elektrischen Stroms mehrere Male entladen und wieder aufgeladen werden; die ursprüngliche Zusammensetzung der Elektroden kann durch Rückstrom wiederhergestellt werden. Beispiele hierfür sind die in Fahrzeugen verwendeten Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien, die für tragbare Elektronik wie Laptops und Mobiltelefone verwendet werden.

Batterien gibt es in vielen Formen und Größen, von Miniaturzellen, die zur Stromversorgung von Hörgeräten und Armbanduhren verwendet werden, über kleine, dünne Zellen, die in Smartphones verwendet werden, bis hin zu großen Blei-Säure-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien in Fahrzeugen und im größten Extrem zu riesigen Batteriebänken Größe von Räumen, die Not- oder Notstrom für Telefonzentralen und Rechenzentren bereitstellen.

Batterien haben eine viel geringere spezifische Energie (Energie pro Masseneinheit) als herkömmliche Kraftstoffe wie Benzin. Bei Automobilen wird dies durch die höhere Effizienz von Elektromotoren bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Arbeit im Vergleich zu Verbrennungsmotoren etwas ausgeglichen.