Funktionsprinzipdiagramm des Lithiumbatterie-Energiespeicherschranks
Principe de fonctionnement des batteries au lithium Germain VALLVERDU Université de Pau et des pays de l''Adour Institut des Sciences Analytiques et de Physicochimie pour l''Environnement et les Matériaux 22 juin 2011. Batterie Li-Ion Germain VALLVERDU Historique Rappels Batterie Li
Was ist ein Lithium-Ionen-Batteriesystem?
Ziel des technischen Aufbaus eines Batteriesystems ist es, den effizienten, zuverlässigen und sicheren Betrieb des Energiespeichersystems über einen sehr langen Zeitraum im Fahrzeugeinsatz zu gewährleisten. Lithium-Ionen-Zellen als die Basiskomponenten eines Lithium-Ionen-Batteriesystems stellen an den Batteriebau dabei besondere Anforderungen.
Welche Arten von Lithium-Energiespeichern gibt es?
Die bekannteste Form von Lithium-Energiespeichern sind die Lithium-Ionen Akkumulatoren, in welchen ein flüssiger Elektrolyt verwendet wird. Ein weiterer wichtiger Bestandteil ist der Separator. Er verhindert den direkten Kontakt zwischen Anode und Kathode und beugt somit einem Kurzschluss vor.
Wie funktioniert ein Lithium-Ionen Akku?
Gleichzeitig wandern die Lithium-Ionen über die Elektrolytflüssigkeit und durch den Separator hindurch zur Kathode. Beim Aufladen kehrt sich dieser Vorgang um. Je nach System können der Aufbau und die verwendeten Materialien eines Lithium-Ionen Akkus variieren.
Welche Schwierigkeiten gibt es bei der Aufnahme und Abgabe von Lithium?
Auf diesem Gebiet wurden in den vergangenen Jahren durch verschiedene Modifikationen große Fortschritte erzielt. Eine weitere Schwierigkeit ist die mechanische Stabilität der Kathode, die sich bei der Aufnahme und Abgabe von Lithium um rund 78 % ausdehnt und daher zu Rissen neigt.
Was ist die Energiedichte eines Lithium-Ionen-Akkus?
Lithium-Ionen-Akkus haben eine hohe Energiedichte, denn sie können viel Energie auf kleinem Raum speichern. Die Kapazität wird in Milliamperestunden (mAh) angegeben und zeigt an, wie lange der Akku eine bestimmte Last halten kann. Gängig ist eine Kapazität von 2.000 mAh und eine Energiedichte zwischen 100 Wh und 180 Wh (Wattstunden).
Wie ändert sich die Leerlaufspannung von Lithium-Ionen-Batterien?
Auch in Lithium-Ionen-Batterien setzt sich die Klemmenspannung aus einer Leerlaufspannung und einem dynamischen Anteil zusammen: Sind die Klemmen der Batterie offen, liegt an den Klemmen die Leerlaufspannung U0 (t) an. Die Leerlaufspannung von Lithium-Ionen-Batterien verändert sich mit dem Ladezustand.
