Soft Carbon und Hard Carbon sind zwei Kohlenstoffmaterialien, die neben Graphit f\u00fcr die negative Elektrode von Lithium-Ionen-Zellen untersucht werden. Sie unterscheiden sich vor allem darin, wie sich ihre Struktur bei einer W\u00e4rmebehandlung ver\u00e4ndert. Welches Material geeignet ist, h\u00e4ngt vom Zellaufbau, vom Elektrolyten und von den geforderten Lade- und Entladeeigenschaften ab.<\/p>\n
Soft Carbon bezeichnet Kohlenstoff, dessen Struktur sich bei einer W\u00e4rmebehandlung oberhalb von 2000 \u00b0C st\u00e4rker in Richtung Graphit ordnen kann. Typisch sind eine zun\u00e4chst geringe Kristallinit\u00e4t, kleine geordnete Bereiche und gr\u00f6\u00dfere Abst\u00e4nde zwischen den Kohlenstoffschichten. Wie gut das Material mit einem Elektrolyten zusammenarbeitet, muss f\u00fcr die jeweilige Zelle gepr\u00fcft werden.<\/p>\n
Ein m\u00f6glicher Nachteil sind irreversible Kapazit\u00e4tsverluste beim ersten Lade- und Entladezyklus. Deshalb m\u00fcssen Material und Zellaufbau aufeinander abgestimmt werden; Soft Carbon ist nicht grunds\u00e4tzlich als Anodenmaterial ausgeschlossen. Ausgangsstoffe wie Petrolkoks und Nadelkoks werden auch zur Herstellung synthetischen Graphits verwendet. Dabei entsteht kein Naturgraphit.<\/p>\n
Hard Carbon hat eine ungeordnete Struktur, die auch bei einer W\u00e4rmebehandlung bis 3000 \u00b0C nur schwer in Graphit \u00fcbergeht. Geeignete Harze, etwa Phenolharze, k\u00f6nnen als Ausgangsstoff dienen. Bei weiteren Polymeren wie Epoxidharz, Polyfurfurylalkohol, PVA, PVC, PVDF oder PAN h\u00e4ngt die entstehende Kohlenstoffstruktur vom Ausgangsstoff und vom Pyrolyseverfahren ab; nicht jedes Polymer ergibt automatisch Hard Carbon. Auch Ru\u00df, etwa Acetylenru\u00df, darf nicht allein wegen seines Kohlenstoffgehalts damit gleichgesetzt werden.<\/p>\n
Die ungeordnete Struktur bietet unterschiedliche Pl\u00e4tze f\u00fcr die Speicherung von Lithium. Das kann f\u00fcr die Kapazit\u00e4t und das Verhalten bei h\u00f6heren Str\u00f6men interessant sein. Ob die Elektrode wenig aufquillt und \u00fcber viele Zyklen stabil bleibt, h\u00e4ngt jedoch von Material, Elektrolyt, Zellaufbau und Betriebsbedingungen ab.<\/p>\n
Einige Hard-Carbon-Materialien k\u00f6nnen hohe spezifische Kapazit\u00e4ten und ein g\u00fcnstiges Verhalten bei gr\u00f6\u00dferen Str\u00f6men erreichen. Daraus folgt aber nicht, dass jede Zelle mit Hard Carbon mehr Kapazit\u00e4t, l\u00e4ngere Lebensdauer oder h\u00f6here Sicherheit als eine Graphitzelle bietet. F\u00fcr einen Vergleich braucht es Messungen unter denselben Bedingungen.<\/p>\n
Eine wichtige Gr\u00f6\u00dfe ist die anf\u00e4ngliche Coulomb-Effizienz: Sie beschreibt, welcher Anteil der beim ersten Laden eingebrachten Ladung beim Entladen zur\u00fcckkommt. Ein Einzelwert wie 85 % ist kein allgemeiner Kennwert f\u00fcr Hard Carbon. Auch Zellspannungen von 3,6 V oder 3,7 V lassen sich nicht allein aus dem Anodenmaterial ableiten; sie h\u00e4ngen unter anderem von der positiven Elektrode ab. Zu den Entwicklungsans\u00e4tzen geh\u00f6ren:<\/p>\n
F\u00fcr ein Batterieprojekt z\u00e4hlt das Verhalten der vollst\u00e4ndigen Zelle, nicht nur der Name des Anodenmaterials. Hysincere kann Ihre Anforderungen an Kapazit\u00e4t, Strom, Ladeverfahren, Lebensdauer und Temperaturbereich zun\u00e4chst pr\u00fcfen. Ob eine Lithium-Ionen- oder LiFePO4-L\u00f6sung f\u00fcr Antriebe oder Energiespeicher infrage kommt: Die Auswahl muss auf dem Datenblatt der vorgesehenen Zelle und der Pr\u00fcfung des Gesamtsystems beruhen.<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Soft Carbon und Hard Carbon sind zwei Kohlenstoffmaterialien, die neben Graphit f\u00fcr die negative Elektrode von Lithium-Ionen-Zellen untersucht werden. Sie unterscheiden sich vor allem darin, wie sich ihre Struktur bei einer W\u00e4rmebehandlung ver\u00e4ndert. Welches Material geeignet ist, h\u00e4ngt vom Zellaufbau, vom Elektrolyten und von den geforderten Lade- und Entladeeigenschaften ab. Soft Carbon: leicht graphitisierbarer Kohlenstoff […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":15856,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[977],"tags":[],"class_list":["post-30051","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-branchennews"],"yoast_head":"\n