Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 10.01.2018, 13:46   #1   Druckbare Version zeigen
ChemieNicole weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
Spannung bei Lithium-Ionen-Akkus

Hallo zusammen,

ich beschäftige mich zur Zeit mit Lithium-Ionen-Akkus und hierbei vor allem mit der Dual-Carbon-Zelle, das heißt einem Lithium-Ionen-Akku aus zwei Graphitelektroden, wobei als Leitsalz Lithiumperchlorat verwendet wird. Hierbei werden in die eine Elektrode Lithium-Ionen eingelagert und in die andere Perchlorat-Ionen.
Nun bin ich mir jedoch nicht ganz sicher, wie die Spannung dabei oder generell bei einem Lithium-Ionen-Akku zustande kommt.

Wenn ich die Zelle auflade,wird ja ein Elektronentransport erzwungen. Dadurch herrscht keine Elektroneutralität mehr und die Lithium-Ionen lagern sich am - Pol ein. Hierbei laufen dann die folgenden Reaktionen ab:
- Pol: Cn + x Li+ + x e- --> Li+xCn-

+ Pol: Cn + x ClO4- --> Cn+ClO4-x + x e-

Beim Entladen wird der Stromkreis geschlossen und die Reaktionen umgekehrt.

Aus welchem Anreiz genau werden die Reaktionen umgekehrt und wodurch entsteht die Spannung?

Vielen Dank schon mal für eure Hilfe.
ChemieNicole ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.01.2018, 15:16   #2   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.118
AW: Spannung bei Lithium-Ionen-Akkus

Hi ChemieNicole,

beim Laden wird an der einen Elektrode Li^+ zu Li reduziert, das in den Graphit eingelagert wird. An der anderen Elektrode wird zugleich ein Elektron aus dem Graphit abgezogen, so dass das Perchlorat sich mit dem Graphit verbinden kann.
Da LiClO4 in Lösung ein geringeres thermodynamisches Potential besitzt als Li und Graphitperchlorat zusammen muss Energie für diese Reaktionen aufgewendet werden - die Energie des elektrischen Stroms, der gegen das elektrische Potential der Elektroden durch die Zelle geschickt wird.
Beim Entladen fließt der Strom entsprechend dem elektrischen Potential zurück und leistet dabei Arbeit an dem Arbeitswiderstand bzw. "Verbraucher". Zugleich entsteht wieder das thermodynamisch potentialärmere LiClO4.

Freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 27.01.2018, 10:23   #3   Druckbare Version zeigen
ChemieNicole weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Spannung bei Lithium-Ionen-Akkus

Vielen Lieben Dank für deine Antwort.
ChemieNicole ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 27.01.2018, 12:32   #4   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.118
AW: Spannung bei Lithium-Ionen-Akkus

Gerne...
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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akku, lithium, spannung

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