In der heutigen Welt sind Batterien die Hauptenergiequelle für unzählige Geräte. Sie sind für die effiziente Speicherung und spätere Freisetzung von Energie verantwortlich. Wir fragen uns jedoch selten, woraus Batterien eigentlich bestehen und aus wie vielen wertvollen Metallen sie bestehen. Heute schauen wir uns an, wofür sie verantwortlich sind und wie viel die einzelnen Metalle wert sind, aus denen die Batterien bestehen.
Die Entwicklung der Batterien- und Akkumulatorenindustrie ist eine der wichtigsten Prioritäten, die für die Möglichkeit verantwortlich ist, Lösungen in unzähligen Sektoren anzubieten - Automobilindustrie, kleine Haushaltsgeräte, IT, Telekommunikation und andere elektrische Geräte. Dies ist angesichts der charakteristischen Merkmale der Batterie gerechtfertigt, nämlich der Fähigkeit, Energie zu speichern, einschließlich der Speicherung aus erneuerbaren Quellen, des Potenzials, diese Energie bei Bedarf freizusetzen, sowie der Verfügbarkeit.
All dies hängt mit der Zusammensetzung der Batterie und insbesondere mit Metallen zusammen, die für die Einzigartigkeit des Potenzials dieser Komponenten verantwortlich sind. Die Metalle in Batterien wurden aufgrund der spezifischen elektrochemischen Eigenschaften ausgewählt, mit denen Strom erzeugt werden kann. Dies ist jedoch noch nicht alles. Jedes Metall hat eine bestimmte Funktion, und das Fehlen eines Elements würde zu einem fehlerhaften oder unzureichend effizienten Betrieb führen. Lassen Sie uns herausfinden, wofür die spezifischen Metalle, aus denen die Batterie besteht, verantwortlich sind.
Beginnen wir mit Lithium, dem mit Abstand wichtigsten Bestandteil aller Batterien - insbesondere von Lithium-Ionen-Batterien. Lithium ist ein grundlegendes Beispiel für eine Batteriekomponente, die nicht nur Elektrogeräte, sondern vor allem moderne Elektroautos effizient mit Strom versorgt. Dies verdanken wir in erster Linie Funktionen wie der Möglichkeit des Schnellladens und der hohen Dichte, die mit einem sehr geringen Gewicht einhergeht..
Kann Lithium durch etwas ersetzt werden? Wenn man es aus dem Blickwinkel der Herstellung von Batterien und anderen Batteriegeräten betrachtet, scheint Lithium das Metall zu sein, für das die Nachfrage weiter steigt. Dies hängt nicht nur mit der Entwicklung der Branche zusammen, sondern auch mit immer neueren Anwendungen von Batterien, für die der Automobilmarkt ein perfektes Beispiel ist.
Kobalt ist ein weiteres Edelmetall, das vor allem wegen seiner Leistung und zur Verbesserung der allgemeinen Sicherheit bei der Verwendung von Batterien geschätzt wird. Kobalt gewährleistet zwar die Lebensdauer und Sicherheit der Batterie, erhöht aber die Energiedichte in kleinen Batterien, was das Metall zu einer großartigen Lösung für die Herstellung von Elektroautos, IT-Geräten oder Smartphones macht.
Warum also die Kontroverse? Sie beziehen sich hauptsächlich auf den Bergbau, von dem der größte Teil in der Demokratischen Republik Kongo stattfindet. Es wird viel über die hohen sozialen Kosten des Kobaltabbaus gesprochen - Menschenrechtsverletzungen, ineffizientes Umweltschutzmanagement in Bergbaugebieten sowie die Ausbeutung von Kindern für die Arbeit. Diese Kontroversen bilden die Grundlage für eine aktive Suche nach einem alternativen Material (LFP wird am häufigsten erwähnt), das die Abhängigkeit der Branche von Kobalt verringern könnte. Es sei auch daran erinnert, dass Kobalt in Zusammenarbeit mit https://www.wastesservice.com/ kann recycelt werden, was bereits von führenden Marken elektronischer Geräte angekündigt wurde.
Ein weiteres Edelmetall ist Nickel, das in Lithium-Ionen-Batterien die Leistung und Lebensdauer des Bauteils erheblich erhöht. Aus welchem Grund? Durch die Möglichkeit, Energie im Metall zu konzentrieren. Dadurch werden in Kombination mit anderen Metallen, die bei der Herstellung von Batterien verwendet werden, Kathodenmaterialien hergestellt, wodurch die Speicherung von Lithiumionen erheblich erhöht wird.
Erwähnenswert sind übrigens auch andere Verwendungen von Nickel in Batterien. Eine hohe Dichte beeinträchtigt die Fähigkeit, das Gesamtgewicht der Batterie zu reduzieren. Dies ist äußerst wichtig bei modernen Geräten und Anlagen, bei denen ein geringes Gewicht die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts beeinträchtigt. Denken wir auch daran, die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern und die Stabilität der gesamten Batteriestruktur zu verbessern. Dies gibt uns einen besonderen Vorteil: eine längere Nutzung einer Batterie ohne das Risiko von Ausfällen.
Die Energiewende, die wir erleben, konzentriert sich auf viele Aspekte der effizienten Gewinnung und Speicherung von Elektrizität. Dies gilt auch für die Batterieindustrie und die Herausforderungen, die sich aus den begrenzten Ressourcen der zuvor genannten Kobalt- und Nickelressourcen ergeben. Können wir eine praktikable Alternative anbieten, an der es nicht mangelt? Die Antwort lautet Mangan.
Mangan ist eines der 5 häufigsten Elemente auf dem Planeten, das nach vielen Expertenmeinungen als Grundlage für die Konstruktion völlig neuer Kathodenmaterialien dienen kann. Die Verwendung von Mangan wird auch durch ideale Parameter unterstützt - die Fähigkeit, die gleiche Menge an Elektrizität zu speichern, und eine stabile Struktur, die sich positiv auf die Lebensdauer des Bauteils auswirkt.
Bei der Beschreibung der Zusammensetzung von Batterien dürfen wir auch die grundlegenden Bestandteile Kupfer und Aluminium nicht vergessen. Ihnen ist es zu verdanken, dass sich Batterien und Akkumulatoren durch eine so hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit auszeichnen. Abhängig von den Besonderheiten wird oft nur eines dieser beiden Metalle verwendet.
Studien zeigen deutlich, dass Kupfer Elektrizität besser leitet und Wärme ableitet. Dies ist besonders wichtig für den Betrieb von Geräten, die zu schneller Erwärmung neigen. Andererseits ist Aluminium ein billigeres und leichteres Material. Dies ist der Schlüssel zur Entwicklung einer Batterie, die den Bedürfnissen anspruchsvoller Kunden entspricht. Die Wahl zwischen Kupfer und Aluminium wird daher von der Spezifität des Batteriedesigns bestimmt. In beiden Fällen macht die hohe Leitfähigkeit dieses Metall jedoch für viele zum wichtigsten Element in der Zusammensetzung einer Batterie.
Abschließend werden wir auf das Thema Seltenerdmetalle (REE) eingehen. Es ist eine Gruppe von 17 Elementen, die in Mineralien vorkommen, von denen sich die überwiegende Mehrheit in der Erdkruste befindet. Derzeit konzentriert sich ihre Gewinnung hauptsächlich auf China, die Vereinigten Staaten und Russland.
Die Verwendung von Seltenerdmetallen nimmt von Jahr zu Jahr zu und deckt unter anderem Branchen wie Elektronik, Optik, Luft- und Raumfahrt und Energie ab. Seltenerdmetalle werden häufig mit der Herstellung von Neodym-Magneten in Verbindung gebracht, obwohl sie auch bei der Herstellung von Batterien und Katalysatoren vorkommen. Wie Sie sehen, sind Batterien äußerst komplexe Elemente, dank derer wir so viele Annehmlichkeiten des täglichen Lebens nutzen können.
