Lithium Ionen Akku Interkalation
Verfasst: 04.09. 2011 18:42
Hallo,
ich hab eine grundsätzliche Frage zur Funktion des Li-Eisenphosphat-Akkus.
Im aufgeladenen Zustand ruhen die Li-Atome im Grafitgitter. Schließt man die Elektroden über einen Draht kurz, beginnt sofort die chemische Reaktion: die Li-Atome geben ihr Valenzelektron ab, bewegen sich aus der Grafit-Matrix in den Elektrolyten und wandern durch den Separator schließlich in das Eisenphosphatgitter, wo sie "interkalieren", also locker Platz nehmen, um für die Rückreise mobil genug zu bleiben. So liest man es in vielen Darstellungen.
Wundert sich niemand darüber, WARUM die Li-Ionen diese Reise vom Grafitgitter zur Kathode überhaupt unternehmen? Sicherlich - die Enthalpie-Bilanz ist im nachhinein positiv, d. h. die Bindung im Eisenphosphat ist stärker als im Grafit - aber woher "wissen" die Li-Ionen das schon vor ihrer "Abreise"?
Die Li-Atome sind doch im Grafitgitter immerhin so fest eingebunden, dass sie ortsfest sind, d. h. nicht durch thermische Bewegung in die Nähe der Eisenphosphat-Plätze gelangen. Damit können sie doch im Grafitgitter die Vorteile der Wanderung gar nicht erkennen.
Wieso machen sie sich dennoch auf den Weg dorthin?
Vielen Dank für Euer Interesse
wvteeff
ich hab eine grundsätzliche Frage zur Funktion des Li-Eisenphosphat-Akkus.
Im aufgeladenen Zustand ruhen die Li-Atome im Grafitgitter. Schließt man die Elektroden über einen Draht kurz, beginnt sofort die chemische Reaktion: die Li-Atome geben ihr Valenzelektron ab, bewegen sich aus der Grafit-Matrix in den Elektrolyten und wandern durch den Separator schließlich in das Eisenphosphatgitter, wo sie "interkalieren", also locker Platz nehmen, um für die Rückreise mobil genug zu bleiben. So liest man es in vielen Darstellungen.
Wundert sich niemand darüber, WARUM die Li-Ionen diese Reise vom Grafitgitter zur Kathode überhaupt unternehmen? Sicherlich - die Enthalpie-Bilanz ist im nachhinein positiv, d. h. die Bindung im Eisenphosphat ist stärker als im Grafit - aber woher "wissen" die Li-Ionen das schon vor ihrer "Abreise"?
Die Li-Atome sind doch im Grafitgitter immerhin so fest eingebunden, dass sie ortsfest sind, d. h. nicht durch thermische Bewegung in die Nähe der Eisenphosphat-Plätze gelangen. Damit können sie doch im Grafitgitter die Vorteile der Wanderung gar nicht erkennen.
Wieso machen sie sich dennoch auf den Weg dorthin?
Vielen Dank für Euer Interesse
wvteeff