https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=Lithiumbatterie Lithiumbatterie - Versionsgeschichte 2026-06-04T11:02:31Z Versionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale Kopie MediaWiki 1.43.8 https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Lithiumbatterie&diff=168542&oldid=prev imported>Nick B.: Aussagen, die einen Lithium-Ionen-Akku (LIB) beschreiben, hier gelöscht: Anode aus Graphit und Binder ist LIB, braucht man für Lithiummetall nicht. Für LIB vorgeschlagene Zusatzstoffe (Nitrile) hier gelöscht. "problematisch" gelöscht, luftdichte Zellen sind Industriestandard. 2026-03-23T20:24:49Z <p>Aussagen, die einen Lithium-Ionen-Akku (LIB) beschreiben, hier gelöscht: Anode aus Graphit und Binder ist LIB, braucht man für Lithiummetall nicht. Für LIB vorgeschlagene Zusatzstoffe (Nitrile) hier gelöscht. &quot;problematisch&quot; gelöscht, luftdichte Zellen sind Industriestandard.</p> <p><b>Neue Seite</b></p><div>{{Dieser Artikel|beschreibt auf metallischem Lithium basierende, nicht wiederaufladbare Primärbatterien. Zur wiederaufladbaren Variante dieser Batterie ohne elementares Lithium siehe [[Lithium-Ionen-Akkumulator]].}}<br /> <br /> Eine &#039;&#039;&#039;Lithiumbatterie&#039;&#039;&#039; ist eine [[Batterie (Elektrotechnik)#Grundlagen|Primärzelle]], bei der eine Folie aus metallischem [[Lithium]] als aktives Material der negativen Elektrode verwendet wird. Sie ist im Gegensatz zum [[Lithium-Ionen-Akkumulator]] nicht wieder aufladbar, obwohl letztere häufig ebenfalls als Lithiumbatterie bezeichnet werden. Die Entwicklung von Lithiumbatterien begann in den 1960er Jahren.<br /> <br /> == Allgemeines ==<br /> [[Datei:CR2032 disassembled.jpg|mini|alt=Innenleben einer CR2031 Knopfzelle|Zerlegte Lithiumbatterie (Knopfzelle Type CR2032)]]<br /> Wegen des [[Standardpotential]]s von etwa −3,05&amp;nbsp;Volt (dem niedrigsten aller [[Chemisches Element|chemischen Elemente]] und fast aller Redoxpaare) und der daraus realisierbaren hohen [[Zellspannung]] sowie der theoretisch hohen spezifischen Kapazität von 3,86&amp;nbsp;[[Amperestunde|Ah]]/g ist Lithium ein ideales Material für negative Elektroden [[Galvanische Zelle|elektrochemischer Zellen]].<br /> <br /> Die hohe Reaktivität von elementarem Lithium (beispielsweise mit Wasser oder bereits mit feuchter Luft) erfordert luft- und wasserdichte Zellen. Außerdem können in Lithiumbatterien ausschließlich nichtwässrige, [[Protische Lösungsmittel|aprotische]] [[Elektrolyt]]lösungen, wie zum Beispiel [[Propylencarbonat]], [[Acetonitril]] oder [[1,2-Dimethoxyethan|Dimethoxyethan]], oder [[Festelektrolyt]]e verwendet werden. Um eine leitfähige Lösung zu erhalten, werden bei flüssigen Elektrolyten den Lösungsmitteln wasserfreie Elektrolytsalze (wie zum Beispiel [[Lithiumperchlorat]] LiClO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;) zugesetzt. <br /> Als positive Elektrode, die [[Kathode]], werden je nach Batterietyp unterschiedliche [[Oxidationsmittel]] benutzt. Klassisch und am häufigsten verwendet wird [[Mangan(IV)-oxid|Mangandioxid]], gefolgt von [[Graphitfluorid]] wie bei der [[Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie]], die beispielsweise für Herzschrittmacher verwendet wird.<br /> <br /> == Vorteile von Lithiumbatterien ==<br /> Vorteile von Lithiumbatterien gegenüber anderen Primärzellen mit wässrigen Elektrolyten (beispielsweise [[Alkali-Mangan-Batterie]] oder [[Zink-Braunstein-Zelle|Zink-Kohle-Batterie]]) sind eine höhere [[Energiedichte]] und [[spezifische Energie]], die hohe [[Zellspannung]], die sehr lange Lagerfähigkeit durch geringe [[Selbstentladung]] sowie der weite Temperaturbereich für Lagerung und Betrieb.<br /> <br /> == Typen und Anwendungsbereiche ==<br /> Lithiumbatterien gibt es in vielen verschiedenen Varianten, die sich in [[Kathode]], Elektrolyt und [[Separator (Batterie)|Separator]] unterscheiden. Die LiI&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;-Zelle nutzt einen Festelektrolyten, ansonsten verwenden sie flüssige Elektrolyte und Separator. Sie sind in verschiedenen Bauformen und Größen erhältlich, um ein breites Anwendungsfeld abzudecken.<br /> <br /> {| class=&quot;wikitable&quot;<br /> |+ style=&quot;padding-bottom:0.7em&quot; | Lithiumbatterie-Typen, typische Spannungen und Anwendungen<br /> |- class=&quot;hintergrundfarbe6&quot;<br /> !Typ !! [[Leerlaufspannung]] !! Typische Lastspannung !! Anwendung/Bemerkung<br /> |-<br /> |[[Lithium-Thionylchlorid-Batterie]]&lt;br /&gt;LiSOCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; || 3,7&amp;nbsp;Volt || 3,4&amp;nbsp;Volt || Anwendungen sind die netzunabhängige Versorgung von Elektronik im militärischen und industriellen Bereich, in der Sicherheitstechnik und in elektronischen [[Energiezähler]]n und [[Heizkostenverteiler]]n.<br /> |-<br /> |[[Lithium-Mangandioxid-Batterie]]&lt;br /&gt;LiMnO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; || 3,5…3,0&amp;nbsp;Volt || 2,9&amp;nbsp;Volt || Dieser Typ ist weit verbreitet und wird hauptsächlich für Kameras, Uhren und als Backup-Batterie für Hauptplatinen (Mainboards) in Personalcomputern eingesetzt. Siehe auch [[Knopfzelle]]. Als Wickelzelle für hohe Dauerbelastung und Pulsströme geeignet. Vorteil gegenüber Lithiumbatterien mit flüssiger Kathode (LiSO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;,LiSOCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;,LiSO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;Cl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;) ist die geringere [[Passivierung]] der Anode, wodurch Spannungseinbrüche zu Beginn der Belastung ({{lang|en|voltage delay}}) vermieden werden.<br /> |-<br /> |[[Lithium-Schwefeldioxid-Batterie]]&lt;br /&gt;LiSO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; || 3,0&amp;nbsp;Volt || 2,7&amp;nbsp;Volt || Anwendung meist im militärischen Bereich.<br /> |-<br /> |[[Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie]]&lt;br /&gt;Li(CF)&lt;sub&gt;n&lt;/sub&gt; || 3,2…3,0 Volt || 3,1…2,5&amp;nbsp;Volt || Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterien haben etwas höhere Strombelastbarkeit und Kapazität als Lithium-Mangandioxid-Batterien, sind aber teurer. Sie werden daher für Anwendungen verwendet, bei denen Leistung wichtiger als Kosten ist, beispielsweise im medizinischen Bereich.<br /> |-<br /> |[[Lithium-Iod-Batterie]]&lt;br /&gt;LiI&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; || 2,8&amp;nbsp;Volt || 2,795&amp;nbsp;Volt || Anwendung zur Stromversorgung von [[Herzschrittmacher]]n.<br /> |-<br /> |[[Lithium-Eisensulfid-Batterie]]&lt;br /&gt;LiFeS&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; || 1,8&amp;nbsp;Volt || 1,5&amp;nbsp;Volt || Allgemeine Anwendung wie im Fotobereich. Aufgrund der gleichen Zellspannung von 1,5&amp;nbsp;V direkter Ersatz von Alkali-Mangan-Zellen in üblichen Baugrößen wie Mignon (AA, IEC FR6) und Micro (AAA, IEC FR03)<br /> |}<br /> <br /> === Lithium-Knopfzellen ===<br /> [[Datei:Battery-lithium-cr2032.jpg|mini|170px|Lithium-Knopfzelle]]<br /> Lithiumbatterien gibt es auch in Form von [[Knopfzelle]]n.&lt;ref&gt;[https://www.hottmeyer.de/info/Vergleichsliste_Knopfzellen_und_Batterien.pdf Ralf Hottmeyer: &#039;&#039;Vergleichsliste Knopfzellen und Batterien,&#039;&#039; Technische Daten und Vergleichslisten für Knopfzellen und Batterien] (PDF; 641&amp;nbsp;kB).&lt;/ref&gt; Die Typenkennzeichnung erfolgt hier nach folgendem Schema:<br /> <br /> {| class=&quot;wikitable&quot;<br /> ! colspan=&quot;3&quot;|Aufbau der Typ-Bezeichnung »&#039;&#039;&#039;CR&#039;&#039;&#039;&#039;&#039;DDMM&#039;&#039;«:<br /> |- align=&quot;center&quot;<br /> |&#039;&#039;&#039;CR&#039;&#039;&#039; = Lithium-&#039;&#039;&#039;R&#039;&#039;&#039;undzelle&lt;br /&gt;&#039;&#039;Chemische Zusammensetzung&#039;&#039;<br /> |&#039;&#039;DD&#039;&#039;&lt;br /&gt;&#039;&#039;Durchmesser in mm&#039;&#039;<br /> |&#039;&#039; MM&#039;&#039;&lt;br /&gt;&#039;&#039;Höhe in 1/10 mm&#039;&#039;<br /> |-<br /> ! colspan=&quot;3&quot;|Beispiel „CR2354“<br /> |-<br /> |Abmessungen || Ø 23&amp;nbsp;mm || Höhe 5,4 mm<br /> |-<br /> ! colspan=&quot;3&quot;|Beispiel „CR17450“<br /> |-<br /> |Abmessungen || Ø 17&amp;nbsp;mm || Höhe 45,0 mm<br /> |}<br /> <br /> [[Datei:Keep-out-of-reach-of-children.svg|mini|170px|Sicherheitszeichen VON KINDERN FERNHALTEN wie es von DIN EN IEC 60086-4&lt;ref name=&quot;IEC-Norm&quot;&gt;{{cite book|date=|title=&#039;&#039;DIN EN IEC 60086-4 (VDE 0509-4):2020-07&#039;&#039; Primärbatterien – Teil 4: Sicherheit von Lithium-Batterien |chapter=Kapitel 9: Kennzeichnung und Verpackung | publisher=Beuth Verlag|url=https://www.din.de/de/mitwirken/normenausschuesse/dke/veroeffentlichungen/wdc-beuth:din21:321490365 |location=Berlin |isbn= }}&lt;/ref&gt; auf Lithium-Knopfzellen mit 20&amp;nbsp;mm Durchmesser und darüber gefordert wird.]]Für Lithium-Knopfzellen haben sich keine herstellereigenen Bezeichnungen verbreitet.<br /> <br /> Geringfügige bauliche Abweichungen können vorkommen, so ist beispielsweise der Typ „CR2354“ nach IEC-Standard eine abgewandelte Version des JIS-Standards mit einer kleinen Absatzstufe am Rand des Minuspols.<br /> <br /> Lithium-Mangandioxid-Knopfzellen vom CR-Typ verwenden fast ausschließlich den Elektrolyt [[1,2-Dimethoxyethan|Dimethoxyethan]]. Diese Substanz ist ein SVHC (Substance of Very High Concern) nach [[Verordnung (EG) Nr.&amp;nbsp;1907/2006 (REACH)|REACH]] und in einer Konzentration über 0,1 % in der Knopfzelle enthalten. Hersteller und Vertreiber müssen daher ihren Kunden diese Informationen (auf Anfrage) zur Verfügung stellen und seit 5. Januar 2021 diese Produkte in der europäischen [[SCIP-Datenbank]] notifizieren. Entsprechend gilt dies auch für alle Produkte, die Lithium-Mangandioxid-Knopfzellen vom CR-Typ enthalten.<br /> <br /> Wird nicht Mangandioxid, sondern Graphitfluorid als Kathodenmaterial eingesetzt, so lautet die Bezeichnung nicht „CR“, sondern „BR“.<br /> <br /> Mehr noch als Knopfzellen anderer elektrochemischer Systeme, stellen Lithium-Knopfzellen eine Gefahr beim Verschlucken dar, weil sie im Allgemeinen einen größeren Durchmesser und eine höhere Spannung aufweisen. Es werden daher besondere Maßnahmen gegen Verschlucken gefordert, wie z.&amp;nbsp;B. eine kindergesicherte Verpackung und die Anbringung des Sicherheitszeichens „Von Kindern fernhalten“ ab einem bestimmten Durchmesser.&lt;ref name=&quot;IEC-Norm&quot; /&gt;<br /> <br /> == Transport von Lithiumbatterien ==<br /> === Gefahrguteinstufung ===<br /> Lithiumbatterien sind grundsätzlich als [[Gefahrgut]] der Klasse 9 eingestuft und haben die [[UN-Nummer]]n<br /> * &#039;&#039;&#039;UN 3090&#039;&#039;&#039;: Lithium-Metall-Batterien<br /> * &#039;&#039;&#039;UN 3091&#039;&#039;&#039;: Lithium-Metall-Batterien in Ausrüstung oder Lithium-Metall-Batterien, mit Ausrüstung verpackt<br /> * &#039;&#039;&#039;UN 3480&#039;&#039;&#039;: Lithium-Ionen-Batterien<br /> * &#039;&#039;&#039;UN 3481&#039;&#039;&#039;: Lithium-Ionen-Batterien in Ausrüstung oder Lithium-Ionen-Batterien, mit Ausrüstung verpackt&lt;ref&gt;Anlagen A und B des Europäischen Übereinkommens vom 30. September 1957 über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) – Fassung vom 17. April 2015 – Kapitel 3.2 Verzeichnis der gefährlichen Güter.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> Für kleine Lithiumbatterien gelten nicht die vollen Gefahrgutvorschriften. Hierunter fallen folgende Batterien:<br /> * Lithium-Ionen-Zellen mit einer Nennenergie von höchstens 20 Wh<br /> * Lithium-Ionen-Batterien mit einer Nennenergie von höchstens 100 Wh<br /> * Lithium-Metall-Zellen mit einem Lithium-Gehalt von höchstens 1 g<br /> * Lithium-Metall-Batterien mit einem Lithium-Gehalt von höchstens 2 g<br /> <br /> === Lufttransport ===<br /> Bei dem Transport von Lithiumbatterien per Flugzeug sind die Vorschriften der [[Dangerous Goods Regulations|IATA Dangerous Goods Regulations]] zu beachten. Details werden in den Verpackungsvorschriften 965 bis 970 geregelt.&lt;ref&gt;IATA Gefahrgutvorschriften 57. Ausgabe (2016). Hamburg: Storck Verlag, 2015.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> === Straßentransport und Beförderung auf der Schiene ===<br /> Beim Transport auf der Straße und der Schiene müssen die Vorschriften des [[Europäisches Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße|ADR]] und des [[Übereinkommen über den internationalen Eisenbahnverkehr|RID]] beachtet werden. Für kleine Lithiumbatterien sind die Regelungen in der Sondervorschrift 188 festgelegt.&lt;ref&gt;Anlagen A und B des Europäischen Übereinkommens vom 30. September 1957 über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) – Fassung vom 17. April 2015 – Kapitel 3.3 Für bestimmte Stoffe oder Gegenstände geltende Sondervorschriften.&lt;/ref&gt;<br /> <br /> == Einzelnachweise ==<br /> &lt;references /&gt;<br /> <br /> == Literatur ==<br /> * [[Lucien Trueb|Lucien F. Trueb]], Paul Rüetschi: &#039;&#039;Batterien und Akkumulatoren – Mobile Energiequellen für heute und morgen&#039;&#039;. Springer, Berlin 1998, ISBN 3-540-62997-1<br /> * David Linden, Thomas B. Reddy (Hrsg.): &#039;&#039;Handbook of Batteries&#039;&#039;. 3. Auflage, McGraw-Hill, New York 2002, ISBN 0-07-135978-8.<br /> * Wiebke Dirks, Hendrik Vennemann: &#039;&#039;Lithiumbatterien&#039;&#039;. In &#039;&#039;Chemkon&#039;&#039; 12, Nr.&amp;nbsp;1, {{ISSN|0944-5846}}, 2005, S.&amp;nbsp;7–14<br /> * Günter Eichinger, Günter Semrau: &#039;&#039;Lithiumbatterien I – Chemische Grundlagen&#039;&#039;. In &#039;&#039;Chemie in unserer Zeit&#039;&#039; 24, Nr.&amp;nbsp;1, {{ISSN|0009-2851}}, 1990, S.&amp;nbsp;32–36<br /> * Günter Eichinger, Günter Semrau: &#039;&#039;Lithiumbatterien II – Entladereaktionen und komplette Zellen&#039;&#039;. In &#039;&#039;Chemie in unserer Zeit&#039;&#039; 24, Nr.&amp;nbsp;2, {{ISSN|0009-2851}}, 1990, S.&amp;nbsp;90–96<br /> <br /> == Weblinks ==<br /> {{Commonscat|Lithium batteries|Lithiumbatterie}}<br /> * Rolf Zinniker: &#039;&#039;[https://web.archive.org/web/20120626173349/http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/lithium/index.html Lithium-Batterien]&#039;&#039;. ETH Zürich, 2003, abgerufen am 23. Mai 2011.<br /> * [https://www.grs-batterien.de/ Offizielle Website] der Stiftung Gemeinsames Rücknahmesystem Batterien.<br /> * [http://www.dhl.com/content/dam/downloads/g0/express/shipping/lithium_batteries/lithium_battery_guidance_document.pdf IATA Lithium Battery Guidance (Vorschriften der IATA für den Transport per Flugzeug von Lithiumbatterien)].<br /> * [https://www.ffb.kit.edu/download/IMK%20Ber.%20Nr.%20175%20Kunkelmann%20Lithium-Ionen-%20und%20Lithium-Metall-Batterien%20-%20Ueberarbeitung%20-%2003.02.2017%20-%202.pdf Untersuchung des Brandverhaltens von Lithium-Ionen- und Lithium-Metall-Batterien in verschiedenen Anwendungen und Ableitung einsatztaktischer Empfehlungen], Forschungsbericht der Forschungsstelle für Brandschutztechnik, Karlsruher Institut für Technologie – KIT (PDF).<br /> <br /> {{Navigationsleiste Galvanische Zellen}}{{Normdaten|TYP=s|GND=4167901-5|LCCN=sh85077582|NDL=|VIAF=}}<br /> <br /> [[Kategorie:Primärbatterie]]<br /> [[Kategorie:Lithium|Batterie]]</div> imported>Nick B.