Wie genau funktioniert eine Fahrradakku?

- Sind Sie neugierig, wie eine Fahrradbatterie funktioniert? Oder möchten Sie mehr über die in den meisten Fahrradbatterien verwendete Lithium-Ionen-Technologie erfahren? Dann sind Sie bei uns genau richtig. Der Prozess, der in einem Lithium-Ionen-Fahrradakku abläuft, ist ziemlich kompliziert. Wenn Sie jedoch an der Lithium-Ionen-Technologie der meisten Fahrradbatterien interessiert sind, dann finden Sie auf dieser Seite mehr darüber! 

 

Wie ist eine Fahrradakku zusammengesetzt?

Eine Fahrradbatterie besteht aus einer Sammlung von Batteriezellen, wobei die verschiedenen Zellen zu einer großen Batterie verbunden sind. Darüber hinaus verwenden die meisten Fahrradbatterien ein Batteriemanagementsystem (BMS). Bei einem BMS handelt es sich um eine Kombination aus Hardware und Software, die dafür sorgt, dass jede einzelne Batterie ihre Leistung innerhalb bestimmter Grenzen beibehält. Die Fahrradbatterie besteht also aus einer Gruppe von miteinander verbundenen Batteriezellen, die häufig auch mit einem BMS-System ausgestattet sind.

 

 

Wie funktioniert die Batterie eines Fahrrads?

Die Batterie eines Fahrrads funktioniert wie eine einzige große Batterie. Jede einzelne Batteriezelle liefert Energie als separate Batterie, wobei ein Batteriemanagementsystem (BMS) dafür sorgt, dass diese Batteriezellen gut zusammenarbeiten, indem sie innerhalb bestimmter Grenzen arbeiten. Wenn eine der losen Batterien diese Grenzwerte überschreitet, schaltet das BMS die Fahrradbatterie ab, um zu verhindern, dass die Fahrradbatterie zu heiß wird und in Brand gerät. Häufig sind diese Einzelbatterien mit Lithium-Ionen-Technologie ausgestattet. Diese Lithium-Ionen-Technologie sorgt dafür, dass jede einzelne Batteriezelle zunächst Energie liefert. Tatsächlich wird diese Energie bei einem elektrochemischen Prozess freigesetzt, wie er in jeder Art von Batterie in irgendeiner Form stattfindet. Mit Hilfe von Elektroden wird diese Energie schließlich zu den Kontaktpunkten der Batterie geleitet, von wo aus sie über die Kupplung mit dem Fahrrad an den Elektromotor des Elektrofahrrads weitergeleitet wird.

 

Wie funktioniert eine Batterie?

Die meisten Menschen wissen, dass Batterien Energie liefern, aber nicht jeder weiß, wie eine Batterie das macht. Denn eine Batterie besteht aus elektrochemischen Substanzen, die zusammen eine chemische Reaktion eingehen, bei der Energie freigesetzt wird. Daher wird manchmal gesagt, dass eine Batterie eine gewisse "gespeicherte chemische Energie" hat. Jede einzelne Batteriezelle einer Fahrradbatterie verfügt über diese gespeicherte chemische Energie, wobei es oft eine positiv geladene Seite (Anode genannt) und eine negativ geladene Seite (Kathode genannt) der Batteriezelle gibt. 

Sie wissen vielleicht, wie es sich anfühlt, wenn Sie Ihr Haar lange genug mit einem Luftballon reiben und dann einen Schock bekommen, wenn Sie zum Beispiel eine Metalloberfläche berühren. Auch in diesem Fall besteht ein Ladungsunterschied, der die negativen Elektronen veranlasst, zur positiven Seite zu wandern, um den Ladungsunterschied wieder zu neutralisieren. Die sich bewegenden Elektronenteilchen erzeugen dann elektrische Energie. In dem Beispiel mit dem Ballon erleben Sie diese elektrische Energie als Schock. Bei einer Batterie wird eine gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Eine der am weitesten verbreiteten Batterietechnologien für Fahrradbatterien ist die Lithium-Ionen-Technologie. Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie ein Lithium-Ionen-Akku funktioniert? Dann lesen Sie unten, wie der Lithium-Ionen-Akku funktioniert und elektrische Energie liefern kann.

 

Wie funktioniert ein Lithium-Ionen-Akku?

Die Lithium-Ionen-Batterie (Li-Ion) ist eine der gängigsten Batterien. Bei dieser Lithium-Ionen-Batterie besteht die Anode aus Lithiumatomen und die Kathode aus Titandisulfid. Bei der Entladung wird von jedem Lithiumatom ein Elektron abgetrennt, wobei sich das negative Elektron in Richtung der positiven Kathode bewegt, um diese Ladungsdifferenz zu neutralisieren. Ein Elektron kann sich jedoch nicht durch den Elektrolyten (die Transportflüssigkeit zwischen Anode und Kathode) bewegen. Infolgedessen bewegen sich die Elektronen entlang einer separaten Elektrode durch das angeschlossene Gerät und versorgen es mit elektrischer Energie. Die folgende Abbildung zeigt, wie sich die Elektronen entlang der Glühbirne bewegen, um sie mit elektrischer Energie zu versorgen. Dabei bewirkt der Ladungsunterschied zwischen der positiven Kathode und der negativen Anode einen Elektronenfluss zur Kathode. Die Reaktion erfolgt zunächst, weil das Titandisulfid stark positiv geladen ist. Irgendwann wird die Kathode durch die vielen Elektronen immer negativer und die Anode durch die positiven Lithiumionen immer positiver aufgeladen. Infolgedessen wandern mit der Zeit immer mehr positive Lithium-Ionen zur Kathode, wodurch die Kathode etwas positiver und die Anode etwas negativer geladen wird. Infolgedessen bleibt die Ladungsdifferenz bestehen, bis die Batterie leer ist, weil zu viele Lithiumatome in dieser chemischen Reaktion reagiert haben. Dann muss die Batterie wieder aufgeladen werden, wobei der gesamte Prozess in umgekehrter Reihenfolge abläuft.