Arten von Batterien
Primär- und Sekundärbatterien
Batterien können grob in Primär- und Sekundärbatterien unterteilt werden.
Bei einer Primärbatterie handelt es sich um eine "Einwegbatterie", die weggeworfen wird, sobald sie vollständig aufgebraucht ist.
Im Gegensatz dazu wird eine Batterie, die wiederholt aufgeladen werden kann, als Sekundärbatterie oder wiederaufladbare Batterie bezeichnet.
- Primärbatterien (Einwegbatterien)
●Alkalibatterien
●Mangan-Batterien
●Quecksilberbatterien(Knopfzelle)
- Sekundärbatterien (wiederaufladbar)
●Nickel-Metallhydrid-Batterien
●Nickel-Cadmium-Batterien
●Blei-Säure-Batterien
●Li-Ionen-Batterien
●Vollständig/halbfest installierte Batterien
■Li-Ionen-Batterien
Die gebräuchlichste Art von wiederaufladbaren Batterien ist der Lithium-Ionen-Akku.
Die positive Elektrode besteht aus Li-Ionen-Metalloxid und die negative Elektrode aus Kohlenstoff, dazwischen befindet sich eine Elektrolytfüllung.
Aufgrund der geringen Größe, des geringen Gewichts, der hohen Energiedichte und des einfachen Zugangs zu hohen Spannungen wird dieser Typ häufig in kompakten und mobilen elektronischen Geräten eingesetzt.
- Vorteile
- Höhere Kapazität und Leistung im Vergleich zu Nickel-Metall- und Blei-Säure-Batterien
- Die tatsächliche Kapazität nimmt durch wiederholtes Aufladen nicht ab.
- Nachteile
- Das Aufladen außerhalb des empfohlenen Bereichs von 0°C bis 45°C wird nicht empfohlen.
- Entzündungsgefahr bei hohen Temperaturen mit schneller Verschlechterung der Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen
※Der Ladevorgang sollte innerhalb der vom Hersteller angegebenen Temperaturbedingungen durchgeführt werden.
■Festkörper-/Semi-Solid-State-Batterien
Es gibt eine steigende Nachfrage nach sichereren, wiederaufladbaren Batterien mit höherer Dichte, da die Geräte immer kleiner und dünner werden. Dies hat zur Entwicklung und Vermarktung neuer Batterietypen geführt, darunter Festkörperbatterien/Semi-Solid-Modelle, bei denen neuartige Materialien für den elektrolytischen Teil verwendet werden.
Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien, die ein Elektrolyt verwenden, haben Festkörperbatterien einen festen Körper, der das Risiko des Auslaufens ausschließt.
Außerdem müssen Elektrode und Elektrolyt nicht abgeschirmt werden, und die niedrigere Batteriespannung von 2 bis 3 V gegenüber 3 bis 5 V bei Lithium-Ionen-Batterien führt zu einem höheren Wirkungsgrad.
●Festkörperbatterien
（Verwendung eines Feststoffs anstelle eines Elektrolyten）
●Semi-Solid Batterien
（Verwendung eines organischen Elektrolyten als Lösung für das elektrische Feld）
ROHMs Produktspektrum: ICs zur Ladungssteuerung, die das Laden mit niedriger Spannung unterstützen
- Vorteile
- Aufladen durch Strom, der größer ist als die Nennkapazität der Batterie von 1C※
- Großer Betriebstemperaturbereich (-40°C bis 105°C für einige Produkte empfohlen)
- Nachteile
- Geringere Energiedichte im Verhältnis zum Volumen als bei Lithium-Ionen, so dass die Kapazität nicht erhöht werden kann
※C-Rate: Definiert 1C als die Strommenge, die erforderlich ist, um die Nennkapazität der Batterie in einer Stunde vollständig zu laden und zu entladen.
Wichtige Begriffe zum Thema Batterie
| Terminologie | Definition |
|---|---|
| Nennspannung | Die Spannung, die im Durchschnitt am längsten ausgegeben werden kann ＊Dies ist 3,7 V für typische Li-Ionen-Akkus. |
| Volle Ladespannung | Spannung bei voller Ladung. Grundsätzlich liegt diese Spannung über der Nennspannung ＊Dies ist 4,2 V für typische Li-Ionen-Akkus. ＊Technologische Innovationen der letzten Jahre haben 4,35 V und 4,4 V verfügbar gemacht ＊Einige Festkörperbatterien können bis zu 2,8 V niedrig sein. |
| Einheit der Batteriekapazität （mAh) | Einheit für die Batteriekapazität（mAh） Definiert 1C als den Stromwert, bei dem die Kapazität nach 1 Stunde Entladung Null ist ＊Der typische Ladestrom beträgt weniger als 1C. ＊Aufladung von 0,5 bis 0,7C, da eine Aufladung oberhalb dieses Wertes eine Zündung verursachen kann ＊Durch technologische Innovationen beim Ladestrom können einige Batterien mit 1C oder mehr geladen werden. |
| Anzahl der Batterie-Zellen | Höhere Ausgangsspannungen werden durch Aufschichten einzelner 4,2-V-Zellen erreicht, was zu Konfigurationen mit 1 Batterie-Zelle (1S), 2 Batterie-Zellen (2S) usw. führt. ＊Zellen können zur Erhöhung der Kapazität parallel geschaltet werden 2S2P (2 Zellen seriell, 2 Zellen parallel), etc. |
Batterie-Ladungs-Management-ICsZusätzliche Details
Erläuterung der Lademethode eines Ladekontroll-IC's auf der nächsten Seite
