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2.6 Beladung der Elektroden

Unter Beladung – der Elektroden –  versteht man deren Füllung, also Beladung, mit Lithiumionen. Die Beladung wird in % angegeben. Bei Graphitanoden z. B. kann je 6 Kohlenstoffatomen etwa 1 Lithiumion eingelagert (interkaliert) werden. Bei den Kathodenmaterialien ist die Aufnahme der Lithiumionen von der Kristallstruktur des Materials abhängig und variiert deutlich.

Die Beladung der Elektroden, Kathode und Anode, ist grundsätzlich zu limitieren, da es zu Alterungseffekten, Degradationen, sowie zu Zusammenbruch der Materialen kommen kann. Dies bedeutet, dass eine Beladung immer und grundsätzlich niemals über die vom Hersteller der Zelle vorgesehenen 100 % erfolgen soll, bzw. darf, da ansonsten die Sicherheit der Zelle nicht mehr gegeben sein kann. Dies wird erreicht durch einhalten der unteren Grenzspannung für die Entladung und der höchstzulässigen Ladespannung der Zelle, kombiniert mit Ladungsabschaltung bei einem Schwellwert des Ladestroms. Dieser Zusammenhang wird insbesondere im Kapitel 4 und 4.2 beim Thema Sicherheit nochmals eingehend diskutiert werden.

Eines sei an dieser Stelle zur Erklärung angemerkt. Der Hersteller legt das Batteriesystem immer so aus, dass die Beladung der Elektroden beschränkt ist, also immer deutliche Prozentwerte unter 100 %. Gewährleistet wird dies durch die Einhaltung der Betriebsparameter für die Ladung und die Entladung. Mann nutzt also die mögliche maximale Kapazität einer Lithium-Ionen-Zelle niemals aus, weil dies zur Zerstörung oder zum frühzeitigen Lebensdauerende führen würde.