Stromsammler & Stromabnehmer für Lithium-Ionen AKKUS

Wiki Battery - Batterien & Energiespeicher

Aktuelle Wiki Battery Artikel

Battery Networks

Battery Networks WIKI BATTERY – BATTERIEN & ENERGIESPEICHER Suchkonsole Networks for batteries connects global battery and automotive industries. Links to Elektromobilität und Metaverse   The Battery Network ECOSYSTEM Positive growth. Nature, in the common sense, refers to essences unchanged by

Mehr dazu »
Internationale-Energieagentur IEA
Wirtschaft

IEA – Internationale Energieagentur

Die IEA (internationale Energie-Agentur) arbeitet mit Regierungen und der Industrie zusammen, um eine sichere und nachhaltige Energiezukunft (Netto-Null) für alle zu gestalten.
Die globale Organisation steht im Mittelpunkt des globalen Energiedialogs und liefert zuverlässige Analysen, Daten, politische Empfehlungen und

Mehr dazu »
Redox-Flow-batterien-RFB-Redox-Fluss
Technologie

Redox-Flow Batterie, RFB, Redox-Fluss-Batterie, VRFB

Redox-Flow Batterie RFB Wiki Battery – Batterien & Energiespeicher WIKI BATTERY WIKIBATTERY.ORG – BATTERIEN & ENERGIESPEICHER Redox-Flow-Batterien-RFB-Redox-Flow-VRFB-VRB Redox-Flow Batterie, auch RFB, oder Durchflussbatterie genannt Allgemeines zur Redox-Flow Batterie (RFB) Redox-Fluss-Batterien (RFB) auf Deutsch “Durchflussbatterie” vertreten seit Kurzem die moderne elektrochemischen

Mehr dazu »
Kathoden in Batterien
Akademie

Was ist eine Batterie-Kathode?

Batterie-Kathode Wiki Battery – Batterien & Energiespeicher WIKI BATTERY WIKIBATTERY.ORG – BATTERIEN & ENERGIESPEICHER Was ist eine Kathode (Batterie-Kathode)? Eine Batterie-Kathode ist eine Elektrode, an der Reduktionsreaktionen stattfinden, bei denen Atome Elektronen freigesetzt werden. Negativ geladene freie Elektronen fliessen als

Mehr dazu »
Natrium-ionen-Akku, natrium-Ionen batterie
Batterie

Natrium-Ionen Batterie, Natrium-Ionen Akku

Natrium-Ionen Batterie & Natrium-Ionen Akku WIKI BATTERY – BATTERIEN & Energiespeicher WIKI BATTERY WIKI BATTERY Natrium-Ionen Akku Wässrige Natrium-Ionen Akkus (Natrium-Ionen Akkumulatoren) Wässrige, wiederaufladbare Natrium-Ionen Akkus (Natrium-Ionen Batterien) sind kostengünstig in der Herstellung und sicher. Dies führt zurzeit zu vermehrter Forschungstätigkeiten. Allerdings

Mehr dazu »

Stromsammler, Stromkollektor & Stromabnehmer-Folie (Current collector) in der Batterie

Der Stromsammler in der Batteriezelle

Das innere eine Batterie-Zelle (z.B. primäre Lithiumbatterie oder sekundärer Lithium Akkumulator) einer Batterie besteht aus 1) Kathoden- und Anoden-Stromsammler, auch Stromabnehmer-Folien genannt, 2) aktiven Kathoden und aktiven Anodenmaterialien, Separator und Elektrolyt

Der Stromkollektor dient dazu, die Elektronen aus dem Inneren der elektrochemischen Reaktion innerhalb der Zelle nach Aussen der Zelle zu leiten, ohne dass es zu einer Reaktion innerhalb des Potential-Betriebsfensters kommt. 

Batteriechemie bestimmt Material des Stromabnehmers

Die Batterie-Chemie ist daher wesentlich für die Wahl der Stromabnehmer. Die Kathoden-Chemie bestimmt das Stromsammler-Material bei der Kathode und die Anoden-Chemie bestimmt das Material der Stromkollektoren für die Anode. 

Ein Batterie-Separator hat die Aufgabe, Kathode und Anode in einer Zelle räumlich zu trennen und elektrisch voneinander zu isolieren, um den Kurzschluss zu vermeiden. Der Separator ist allerdings für Ionen durchlässig. Der Separator ist mit Elektrolytlösung vollgesogen damit die Ionen sich gut zwischen Kathode und Anode austauschen können.
Stromsammler als Stommabnehmer-Folie in einer Interkalations-Batterie. Auf Englisch nennt man Stromsammler "Current collectors" Copyright 2021-2030 by Swiss Battery - www.SwissBattery.com

Stromabnehmer in Batterien sind, müssen kostengünstig sein

Stromabnehmer (Folien) müssen Strom gut leiten, chemisch, elektrochemisch und mechanisch stabil und robust sein. Im zunehmenden kompetitiven wirtschaftlichen Umfeld der Energiespeicherung ist auch gewünscht, dass eine Stromabnehmer-Folie möglichst leicht ist, um eine hohe spezifische Energiedichte und Leistungsdichte zu erzielen. 

Die Stromsammlerfolie in einer Batterie sollte auch möglichst kostengünstig sein, um die Preise der gespeicherten Energie (Euro/kWh, USD/kWh, CHF/kWh) tief zu halten. Damit ist Aluminium seit Langem ein optimales Stromsammlermaterial in Batterien. Kupfer ist wegen seiner guten mechanischen (Zugfestigkeit) und grossartigen elektrischen Eigenschaften als Stromsammler in Lithium-Ionen Batterien zu finden.

Copper current collector. Es können auch andere Metalle als Stromsammler verwendet werden. In der Praxis sind andere inerte Metalle für industrielle Zwecke aber zu teuer.

Nicht metallische current collector folien

Nicht-metallische, elektrisch leitfähige current collector aus Kohlenstoff-Materialien oder Kompositen existieren, sind aber meist nicht mechanisch robust genug und der elektrische Widerstand ist oft zu hoch, um die grossen Elektronenströme währen dem Laden und Entladen verlustfrei abzuleiten.

Mechanisch instabile Stromsammlerfolien können zu schlechter Zyklenstabilität führen. 

Verwandte Begriffe

Kupfer, Metallfolien, Stromabnehmer, Stromabnehmer-Folien, Stromabnehmerfolien, Stromabnehmermaterialien, Stromsammler, Stromsammlerfolien, Stromsammlermaterialien, Titan, Titanfolie, Kupferfolie, Aluminiumfolie

Referenzen

  1. Qitao Shi et al. Recent developments in current collectors for lithium metal anodesMater. Chem. Front., 2023,7, 1298-1311

  2. Seung-Taek Myung et al., Electrochemical behavior and passivation of current collectors in lithium-ion batteries, J. Mater. Chem., 2011,21, 9891-9911

     

  3. 3D Current Collectors for Lithium-Ion Batteries: A Topical Review

  4. Emma Kendrick et al. A review of current collectors for lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, Volume 485, 15 February 2021, 229321

     

WIKIBATTERY.ORG

Wiki Battery ist eine Enzyklopädie für Batterie-Technologien, die Fachbegriffe aus dem Gebiet der Batterien einfach und verständlich erklärt.
Mehr über Wiki Battery findest du hier.

WikiBattery - WIKI Battery - WIKI für Energiespeicher und Batterien

Newsletter

Willst du Updates über alle unsere Tätigkeiten? Trag dich für den vierteljährlichen Newsletter ein.

Diese Seite ist urheberrechtlich geschützt © 2023-2033 – www.WikiBattery.org – Datenschutzbestimmungen Nutzungsbedingungen