Wenn Sie gerade etwas über Anoden und Kathoden gelernt haben, sind Sie nicht allein. Diese Begriffe sind normalerweise nur bei Arbeiten an Warmwasserbereitern oder Fahrzeugbatterien relevant. Dieser Artikel erklärt den Unterschied im Klartext. Wir besprechen, was Anoden und Kathoden sind, wie sie hergestellt werden und wie sie funktionieren.
Was sind Batterieanoden und -kathoden?
Anoden und Kathoden sind die wesentlichen Bestandteile von Batterien. Sie sind die Elektroden, an denen elektrochemische Reaktionen stattfinden, die es Batterien ermöglichen, elektrische Energie zu speichern und abzugeben.
Die Kathode ist die positive Elektrode, an der die Reduktion stattfindet Die Anode ist die negative Elektrode wo Oxidation stattfindet.
Beim Laden der Batterie fließen Elektronen von der Kathode zur Anode und speichern so Energie für die spätere Verwendung.
Welche Materialien werden in Anoden und Kathoden verwendet?
Kathodenaktive Materialien (CAM) sind typischerweise Metalloxide. Bei Lithium-Ionen-Batterien sind Lithiumeisenphosphat (LiFePO4 oder LFP) und Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid (LiNiMnCoO2 oder NMC) die beliebtesten. Diese Materialien variieren in Energiedichte, thermische Stabilität und Kosteneffizienz.
Anodenaktive Materialien (AAM) basieren im Allgemeinen auf Kohlenstoff, wie Graphit, Silizium oder einer Kombination. Aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit, geringen Kosten und stabilen Struktur ist Graphit am häufigsten anzutreffen.
Wie Anoden und Kathoden hergestellt werden
Die Herstellung von Batterieanoden und -kathoden umfasst normalerweise mehrere Schritte.
Zunächst werden die notwendigen Kathoden- und Anodenmaterialien zu den gewünschten Verbindungen synthetisiert. Diese Materialien werden dann zu Pulver gemahlen und mit Bindemitteln und Lösungsmitteln zu einer Aufschlämmung vermischt. Anschließend wird die Aufschlämmung auf Metallfolien aufgetragen, getrocknet und durch Walzen gepresst. Abschließend werden die beschichteten Anoden- und Kathodenfolien zugeschnitten und mit weiteren Komponenten zu einer Batteriezelle zusammengefügt.
Wie funktionieren Anoden und Kathoden?
Eine Anode ist ein oxidierendes Metall in einem Elektrolytlösungsmittel wie Lithium, das Elektronen verliert. Es erodiert langsam, wenn Elektronen durch einen Leiter zur Kathode wandern. Sobald die Anode leer ist, ist die Batterie leer.
Die Kathode empfängt Elektronen von der Anode und beide sind in eine Elektrolytlösung getaucht. Elektrizität wandert durch den Leiter vom Minuspol zum Pluspol.
Wie unterscheidet man Anode und Kathode?
Die meisten Batterien haben ein Pluszeichen (+) und ein Minuszeichen (-), das die Anode und Kathode anzeigt. Das Minuszeichen bezieht sich auf die Anode, die negative Elektrode, die Elektronen verliert. Das Pluszeichen bezieht sich auf die Kathode, die positive Elektrode, die Elektronen aufnimmt.
Abschluss
Wenn Sie ein Auto, Wohnmobil oder Boot besitzen oder gerne basteln, ist es hilfreich, Anoden und Kathoden zu verstehen. Diese Begriffe kommen im Alltag vielleicht nicht vor, aber sie finden sich in Ihren Batterien, Ihrem Warmwasserbereiter und anderen gängigen Geräten.
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