Gängige 3,7V Lithium-Ionen-Zellen verwenden unterschiedliche Kathodenmaterialien, die jeweils Vor- und Nachteile haben:
- Lithium-Kobalt-Oxid (LCO): Hohe Energiedichte, aber geringere thermische Stabilität und Lebensdauer. Ideal für kompakte Geräte, die die Laufzeit priorisieren.
- Nickel-Mangan-Cobalt (NMC): Balanciert Energiedichte, Sicherheit und Lebensdauer (300–1.200 Zyklen, abhängig von der Entladungstiefe). Weit verbreitet in der Unterhaltungselektronik.
- Lithium-Eisen-Phosphat (LFP): Sicherer und langlebiger (~2.000+ Zyklen), aber niedrigere Nennspannung (3,2V) und Energiedichte. Geeignet für Anwendungen mit hohen Temperaturen oder hohen Zyklen.
Alle Chemien basieren auf der Lithium-Ionen-Interkalation, bei der Ionen zwischen Graphitanoden und Metalloxidkathoden wandern. Die während der ersten Zyklen gebildete feste Elektrolytgrenzfläche (SEI) ist entscheidend für die Stabilität. Das Laden folgt einem CC/CV-Profil (z.B. 0,5C bis 4,2V, dann abfallend), während die Entladekurven zwischen ~3,9V–3,5V abflachen.
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