Lithium- und Alkalibatterien werden häufig in Haushaltsgeräten und Hochleistungselektronik verwendet. In diesem Artikel werden ihre wichtigsten Unterschiede untersucht, wie z. B. Chemie, Leistung, Lebensdauer und Umweltauswirkungen. Das Verständnis dieser Unterschiede hilft Ihnen bei der Auswahl des besten Batterietyps hinsichtlich Effizienz und Zuverlässigkeit.
Chemie
Es gibt sechs Typen von Lithiumbatterien: LFP, LCO, LMO, NMC, NCA und LTO.
Sie werden nach ihrer Form kategorisiert prismatische und zylindrische Zellenund nach Material in ternäre Lithium-Ionen- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
Die gespeicherte Energie variiert je nach Kapazität; Beispielsweise speichert eine 4000-mAh-32650-LFP-Zelle doppelt so viel Energie wie eine 2000-mAh-18650-NCM-Zelle.
Alkalibatterien basieren auf Zink und Mangandioxid. Wenn Strom entnommen wird, oxidiert Zink an der Anode und Mangandioxid reduziert sich an der Kathode.
Leistung
Energiedichte
Lithiumbatterien haben im Allgemeinen einen höheren Energiedichte (über 200 Wh/kg), sodass sie mehr Energie auf weniger Raum speichern können. Damit eignen sie sich ideal für Geräte, die lange Betriebszeiten oder kompakte Bauformen erfordern, wie Smartphones, Laptops und Elektrofahrzeuge.
Alkalibatterien eignen sich aufgrund ihrer geringeren Energiedichte (80–100 Wh/kg) besser für Geräte mit mittlerem Energiebedarf, wie Taschenlampen, Fernbedienungen und Spielzeug.
Selbstentladungsrate
Lithiumbatterien haben eine geringere Selbstentladungsrate, sodass sie ihre Ladung länger behalten, wenn sie nicht verwendet werden. Dies ist insbesondere bei Geräten, die über einen längeren Zeitraum gelagert werden, von Vorteil.
Im Gegensatz dazu haben Alkalibatterien eine höhere Selbstentladungsrate, wodurch sie mit der Zeit an Ladung verlieren, auch wenn sie nicht verwendet werden.
Entladungsrate
Lithiumbatterien unterstützen höhere Entladeraten und ermöglichen so eine schnelle Stromlieferung. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen, die plötzliche Energiestöße benötigen, wie z. B. Elektrowerkzeuge oder Kameras.
Alkalibatterien haben eine geringere maximale Entladerate und sind daher für Hochstromanwendungen ungeeignet.
Betriebstemperaturbereich
Lithiumbatterien arbeiten effektiv in einem größeren Temperaturbereich und eignen sich daher ideal für Geräte, die im Freien oder unter extremen Bedingungen verwendet werden.
Alkalibatterien haben einen begrenzten Betriebstemperaturbereich, was ihre Leistung unter extremen Bedingungen beeinträchtigt.
Stromspannung
Lithium-Ionen-Batterien haben typischerweise eine Nennspannung von 3,7 Volt, obwohl die tatsächliche Spannung je nach Typ (z. B. LFP, LCO, NMC) leicht variieren kann.
Alkalibatterien haben eine Nennspannung von 1,5 Volt, die auch beim Entladen konstant bleibt.
Lebensdauer
Lithiumbatterien halten achtmal länger als Alkalibatterien.
Alkalibatterien können 0,5 bis 1 Jahr halten, wohingegen hochwertige Lithiumbatterien 4 bis 8 Jahre halten können.
Preis
Normalerweise kosten Lithium-Ionen-Batterien im Voraus mehr als Alkalibatterien.
Beispielsweise kostet eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-AA-Batterie 5 bis 10 US-Dollar pro Zelle, während Alkali-AA-Batterien etwa 0,50 bis 1 US-Dollar pro Zelle kosten.
Allerdings haben Lithium-Ionen-Akkus eine längere Lebensdauer.
Umweltauswirkungen
Lithium-Ionen-Batterien sind umweltfreundlicher als Alkalibatterien, da sie wiederaufladbar sind und so Abfall und Ressourcenverbrauch reduzieren.
Während ihre Herstellung mehr Ressourcen erfordert, bedeutet ihre Haltbarkeit über Hunderte von Ladezyklen, dass weniger Batterien benötigt werden, was die Umweltbelastung verringert.
Im Gegenteil, Alkalibatterien sind Einwegbatterien und erzeugen mehr gefährlichen Abfall.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lithium- und Alkalibatterien jeweils einzigartige Eigenschaften haben, die sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen.
Lithiumbatterien bieten eine höhere Energiedichte, geringere Selbstentladungsraten und eine bessere Leistung unter extremen Bedingungen, was sie ideal für Geräte mit hoher Nachfrage wie Smartphones und Elektrofahrzeuge macht. Andererseits eignen sich Alkalibatterien besser für mäßigen Energiebedarf und werden häufig in Geräten wie Taschenlampen und Spielzeug verwendet.
Das Verständnis der Chemie, Leistung, Lebensdauer und Umweltauswirkungen dieser Batterien kann Ihnen dabei helfen, fundierte Entscheidungen bei der Auswahl des besten Batterietyps für Ihre Anforderungen zu treffen.
