Lithium-Ionen-Akkumulator

Lithium-Ionen-Akkumulator ([ˈliːtʰiʊm]-) oder Lithium-Akkumulator (auch Lithiumionenakku, Lithiumionen-Akku, Lithiumionen-Sekundärbatterie) ist der Sammelbegriff für Akkumulatoren auf der Basis von Lithium-Verbindungen in allen drei Phasen der elektrochemischen Zelle. Die reaktiven Materialien – der negativen und der positiven Elektrode und des Elektrolyten – enthalten Lithiumionen.

Es gibt zahlreiche verschiedene Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Sie unterscheiden sich nicht nur in der Größe und Bauform, sondern auch in der chemischen Zusammensetzung ihrer Komponenten und haben auch verschiedene Spannungsbereiche. Für etwa zwei Jahrzehnte waren die meisten der auf den Markt gebrachten lithiumbasierten Akkumulatoren Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulatoren. Heute werden vor allem die auf Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxiden basierenden NMC-Akkumulatoren verkauft.^[1]

Die meisten Lithium-Ionen-Akkumulatoren zeichnen sich durch eine höhere spezifische Energie (Energie pro Eigenmasse) als andere Akkumulatortypen aus. Auf Tiefentladung und auf Überladung reagieren sie meist nachteilig und brauchen deshalb ein geeignetes Batteriemanagementsystem (BMS). Die Kenndaten wie Zellspannung, Temperaturempfindlichkeit, Lade- und Entladeschlussspannung und der maximal erlaubte Lade- oder Entladestrom variieren bauartbedingt und sind wesentlich vom eingesetzten Elektrodenmaterial und Elektrolyten abhängig. Die Angabe des genauen Typs, beispielsweise Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator, ist aus diesem Grund informativer als die unspezifische Angabe des Oberbegriffs Lithium-Ionen-Akkumulator. Zusätzlich zu den Varianten aufgrund der Elektrodenmaterialien gibt es Varianten aufgrund verschiedener Elektrolyte: die Zelle kann einen flüssigen Elektrolyten enthalten oder als Lithium-Polymer-Akkumulator ausgeführt sein.^[2]

1. ↑ Xin Sun, Xiaoli Luo, Zhan Zhang, Fanran Meng, Jianxin Yang: Life cycle assessment of lithium nickel cobalt manganese oxide (NCM) batteries for electric passenger vehicles. In: Journal of Cleaner Production. Band 273. Elsevier, November 2020, S. 123006, doi:10.1016/j.jclepro.2020.123006. 
2. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen linde1.