LithiumbatterieLithium-Ionen-Batterien sind Batterien mit Lithiummetall oder einer Lithiumlegierung als Kathodenmaterial und einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung. Sie verwenden Kohlenstoffmaterialien als negative Elektrode und lithiumhaltige Verbindungen als positive Elektrode. Je nach verwendetem Elektrodenmaterial zählen Lithiumcobalat, Lithiummanganat, Lithiumeisenphosphat und ternäre Lithiumverbindungen zu den gängigen Lithium-Ionen-Batterien.
Welche Vor- und Nachteile haben Batterien aus Lithiumcobalat, Lithiummanganat, Lithiumnickeloxid, ternären Materialien und Lithiumeisenphosphat?

1. Lithium-Cobalt-Batterie
Vorteile: Lithiumcobalat zeichnet sich durch ein hohes Entladeplateau, eine hohe spezifische Kapazität, eine gute Zyklenstabilität, einen einfachen Syntheseprozess usw. aus.
Nachteile: Lithium-Cobalat-Materialien enthalten das Element Cobalt, das hochgiftig und teuer ist, weshalb es schwierig ist, die Sicherheit bei der Herstellung großer Leistungsbatterien zu gewährleisten.

2. Lithium-Eisenphosphat-Batterie
Vorteile: Lithium-Eisenphosphat enthält keine schädlichen Elemente, ist kostengünstig, bietet eine ausgezeichnete Sicherheit und hat eine Lebensdauer von 10.000 Zyklen.
Nachteile: Die Energiedichte der Lithium-Eisenphosphat-Batterie ist geringer als die der Lithium-Cobalat- und der ternären Batterie.

 
3. Ternäre Lithiumbatterie
Vorteile: Ternäre Werkstoffe können hinsichtlich spezifischer Energie, Recyclingfähigkeit, Sicherheit und Kosten ausbalanciert und reguliert werden.
Nachteile: Je schlechter die thermische Stabilität ternärer Materialien ist. Beispielsweise zersetzt sich NCM11 bei etwa 300 °C, während sich NCM811 bei etwa 220 °C zersetzt.

4. Lithium-Manganat-Batterie
Vorteile: niedrige Kosten, gute Sicherheit und Leistungsfähigkeit bei niedrigen Temperaturen von Lithiummanganat.
Nachteile: Das Lithiummanganat-Material selbst ist nicht sehr stabil und zersetzt sich leicht unter Gasbildung.

Das Gewicht einer Lithium-Ionen-Batterie beträgt die Hälfte des Gewichts einer Nickel-Cadmium- oder Nickel-Wasserstoff-Batterie mit gleicher Kapazität; die Betriebsspannung einer einzelnen Lithium-Ionen-Batterie beträgt 3,7 V, was der Spannung von drei in Reihe geschalteten Nickel-Cadmium- oder Nickel-Wasserstoff-Batterien entspricht; Lithium-Ionen-Batterien enthalten kein Lithiummetall und unterliegen daher nicht den Beschränkungen für den Lufttransport, die die Mitnahme von Lithiumbatterien in Passagierflugzeugen verbieten.