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Image for: Memory-Effekt nun auch bei Lithiumionen-Batterien nachgewiesen

2. Ursache des Memory-Effektes nach dem „Vielteilchen-Modell“. Das chemische Potenzial der Partikeln steigt zuerst, indem sie Lithiumionen abgeben (Fig. b). Ab Punkt B (Barriere des chemischen Potenzials), geben sie sehr rasch die verbleibenden Lithiumionen ab und sind dann komplett geladen (Fig. c). Da sie aber nicht alle gleichzeitig die Barriere überschreiten, bleiben nach partieller Ladung einige Partikeln vor der Barriere zurück (Fig. d). Diese „rutschen dann den Hang herab“, um das thermodynamische Gleichgewicht wiederherzustellen. Nun ist eine Aufspaltung der Partikeln in Lithium-reich und Lithium-arm etabliert, die auch bestehenbleibt, nachdem die Batterie komplett entladen wird (Fig. e und f). Beim nächsten Ladezyklus (Fig.f) werden erst die Lithium-ärmeren und dann auch die „verzögerte“ Gruppe der Lithium-reicheren Partikeln über die Barriere gebracht. Die für Letztere zusätzlich nötige Energie führt zu der Überspannung, die den Memory-Effekt kennzeichnet.
2. Ursache des Memory-Effektes nach dem „Vielteilchen-Modell“. Das chemische Potenzial der Partikeln steigt zuerst, indem sie Lithiumionen abgeben (Fig. b). Ab Punkt B (Barriere des chemischen Potenzials), geben sie sehr rasch die verbleibenden Lithiumionen ab und sind dann komplett geladen (Fig. c). Da sie aber nicht alle gleichzeitig die Barriere überschreiten, bleiben nach partieller Ladung einige Partikeln vor der Barriere zurück (Fig. d). Diese „rutschen dann den Hang herab“, um das thermodynamische Gleichgewicht wiederherzustellen. Nun ist eine Aufspaltung der Partikeln in Lithium-reich und Lithium-arm etabliert, die auch bestehenbleibt, nachdem die Batterie komplett entladen wird (Fig. e und f). Beim nächsten Ladezyklus (Fig.f) werden erst die Lithium-ärmeren und dann auch die „verzögerte“ Gruppe der Lithium-reicheren Partikeln über die Barriere gebracht. Die für Letztere zusätzlich nötige Energie führt zu der Überspannung, die den Memory-Effekt kennzeichnet.

Bild: Nature

(244 KB, 1024 x 1126 pixels)

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