Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator

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Der Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator, auch LiCoO2-Akku, war die erste verfügbare Elektrodenchemie eines Lithium-Ionen-Akkumulators. Die Brauchbarkeit als Elektrodenmaterial wurde 1980 von einer Forschergruppe um John B. Goodenough an der University of Oxford entdeckt.[1] Die positive Elektrode besteht aus der namensgebenden Substanz Lithium-Cobalt(III)-oxid. Der erste kommerziell erhältliche Li-Ionen-Akku wurde als Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator von Sony im Jahr 1991 auf den Markt gebracht und in der Hi8-Videokamera CCD TR 1 eingesetzt. Die Batterie besitzt mit zwei seriell verschalteten Zellen eine Zellspannung von 7,2 V und eine Kapazität von etwa 1200 mAh. Durch Parallelschaltung oder Zellvergrößerung wurden Kapazitäten bis 6900 mAh realisiert und bis heute (2012) in einer Vielzahl von Sony-Geräten eingesetzt[2].

Auf Grund der weiten Verbreitung dieser ersten Akkuchemie auf Lithiumbasis wird oft umgangssprachlich der Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator mit dem Oberbegriff Lithium-Ionen-Akkumulator gleichgesetzt. Mit der Entwicklung zahlreicher verschiedener Elektrodenmaterialien mit teilweise stark unterschiedlichen Eigenschaften der Akkumulatorensysteme führt dies zu Verwirrung und sollte vermieden werden.

Aufbau[Bearbeiten]

Das aktive Material der negativen Elektrode besteht aus Graphit. Die positive Elektrode enthält LiCoO2 (Lithiumcobaltdioxid). Der Elektrolyt ist völlig wasserfrei (Gehalt an H2O < 20 ppm) und besteht aus aprotischen Lösungsmitteln wie Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat oder 1,2-Dimethoxyethan.

Hinweise zum Umgang[Bearbeiten]

Abgebrannter Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator aus einer Boeing 787 Dreamliner

Bei mechanischen Beschädigungen und eventuell dadurch eindringendes Wasser besteht die Gefahr starker Wärmeentwicklung zufolge thermischen Durchgehen mit Brand- und Verpuffungsgefahr. Metallisches Lithium kommt in der Zelle nicht vor, jedoch sind es Lithium-Atome, die bei den Lade- und Entladevorgängen an der negativen Elektrode in das Elektrodenmaterial interkaliert werden. Brennende Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulatoren dürfen daher nicht mit Wasser gelöscht werden.

Der Boeing 787 Dreamliner benutzt zwei Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulatoren (jeweils 28,5 kg, 29,6 V, 76 Ah, 2,2 kWh) hergestellt von GS Yuasa, welche zu zwei Bränden im Januar 2013 führten.[3]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. K. Mizushima, P.C. Jones, P.J. Wiseman, J.B. Goodenough: LixCoO2 (0<x<l): A NEW CATHODE MATERIAL FOR BATTERIES OF HIGH ENERGY DENSITY. In: Materials Research Bulletin. 15, 1980, S. 783–789.
  2. WebShop: Akku für Sony CCD TR1, eingefügt am 4. März 2012
  3. Daniel Michaels: Batteries Like Those on Dreamliner Raised Concerns. In: The Wall Street Journal, 18. Januar 2013. Abgerufen am 19. Januar 2013.