Wie ist ein LiPo Aufgebaut
🔬 Wie ist ein LiPo-Akku aufgebaut?
Ein LiPo (Lithium-Polymer)-Akku ist ein wiederaufladbarer Akku, der sich durch seinen flachen Aufbau und das feuerfeste Polymer-Elektrolyt von anderen Lithium-Ionen-Akkus unterscheidet.
1. Zellaufbau (Einzelzelle)
Ein LiPo besteht aus mehreren identisch aufgebauten Einzelzellen, die je nach Konfiguration in Serie (S) oder parallel (P) verschaltet sind.
Jede Zelle besteht aus:
Anode (Minuspol): meist Kohlenstoff (Graphit)
Kathode (Pluspol): meist Lithium-Cobaltoxid (LiCoO₂) oder andere Lithium-Metall-Oxide
Elektrolyt: Polymer-basiert, enthält Lithiumsalze (z. B. LiPF₆)
Separator: Dünne Kunststoffmembran, trennt Anode und Kathode, lässt aber Ionen durch
Diese Schichten sind in dünnen Lagen aufgerollt oder gefaltet („Pouch-Zelle“) und in einem Aluminium-Polymer-Beutel luftdicht verschweißt.
⚙️ Wie funktioniert ein LiPo beim Laden & Entladen?
Die Chemie eines LiPo basiert – wie bei allen Lithium-Ionen-Akkus – auf dem Hin- und Herwandern von Lithium-Ionen (Li⁺) zwischen Anode und Kathode.
▶️ Beim Laden:
Am Ladegerät wird Spannung angelegt.
Lithium-Ionen wandern von der Kathode zur Anode durch das Elektrolyt.
Die Anode speichert die Lithium-Ionen zwischen den Kohlenstoffschichten (Interkalation).
Gleichzeitig fließen Elektronen über den externen Stromkreis zur Anode.
Ergebnis: Die Anode ist mit Lithium angereichert – die Zelle ist „voll“.
🔄 Beim Entladen (z. B. beim Fliegen mit einem Copter):
Lithium-Ionen verlassen die Anode und wandern zurück zur Kathode.
Dabei geben sie ihre Elektronen ab.
Die Elektronen fließen über den Verbraucher (z. B. Motor) zur Kathode → elektrische Energie!
Ergebnis: Die Kathode nimmt wieder Lithium-Ionen auf – die Zelle ist „leer“.
🧪 Die Rolle des Elektrolyten
Der Elektrolyt ist ein leitfähiges Polymergel (früher flüssig, heute gelartig), das:
Ionenleitend ist (für Li⁺)
Elektrisch isolierend ist (verhindert Kurzschluss)
Die Bewegung der Lithium-Ionen ermöglicht
Temperatur- und Alterungsempfindlich ist
🧯 Was passiert bei Fehlern?
Kurzschluss (z. B. durch beschädigten Separator):
→ Es können Lithiumdendrite wachsen, die zur Explosion führen können
Tiefentladung (< 3,0 V):
→ Zersetzung der Elektrolytbestandteile → Gasbildung, Blähung
Überladung (> 4,2 V):
→ Zerstörung der Kathodenstruktur, Gasbildung, Brandgefahr
✅ Zusammenfassung
Komponente |
Funktion |
Anode |
Speichert Lithium beim Laden (Graphit) |
Kathode |
Gibt Lithium beim Laden ab (z. B. LiCoO₂) |
Elektrolyt |
Transportiert Li⁺-Ionen (nicht Elektronen) |
Separator |
Trennt Anode & Kathode, lässt nur Ionen durch |