Illustration der Montagemethode einer Eisen-Lithium-Energiespeicherbatterie
ildung 2: Testablauf zur Ermittlung der Ruhespannungskennlinie einer Lithium-Ionen-Batterie (Laden und Entladen in 25 Schritten mit je 4 Stunden Wartepause) ildung 3 zeigt, wie sich
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.
Wie hoch ist die Energiedichte von Lithium und Schwefel?
Die Reaktion von Lithium und Schwefel erfolgt jedoch über einen vielfachen Elektronentransfermechanismus, woraus sich eine höhere Energiedichte ergibt. Die theoretischen Werte von rund 2.500 Wh/kg und 2.800 Wh/l werden in den bisher gebauten Prototypen allerdings bei Weitem nicht erreicht.
Was ist eine Lithium-Schwefel-Batterie?
Eine vielversprechende Forschungsrichtung ist die Lithium-Schwefel-Batterie 6, bei der die Kathode aus Schwefel und die Anode aus Lithiummetall besteht (Li-S). Lithium und Schwefel reagieren anders als Lithium und Karbon in herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus. In Karbon werden bis zu sechs Lithium-Ionen in die Gitterstruktur eingelagert.
Was ist eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie?
Die Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4 oder LFP)-Batterie ist der sicherste der regulären Lithium-Eisen-Batterietypen. Die Nennspannung einer LFP-Zelle beträgt 3,2 V (Blei-Säure: 2 V/Zelle). Eine 12,8 V LFP-Batterie besteht daher aus 4 in Reihe geschalteten Zellen und eine 25,6 V Batterie besteht aus 8 in Reihe geschalteten Zellen.
Was ist ein Lithium-Ionen-Hochenergie-Modul?
Lithium-Ionen-Hochenergie-Modul aus prismatischen Zellen mit integrierter Zellüberwachungselektronik und Kühlsystem (Prototyp von Johnson Controls) Das Lithium-Ionen-System erfordert die Überwachung jeder einzelnen Zellspannung, da Über- und Unterspannungen sicherheitskritisch sind bzw. sich verkürzend auf die Lebensdauer auswirken können.
Wie werden Lithium-Ionen eingelagert?
Die Lithium-Ionen werden in das Metallgitter der Kathode eingelagert. Dabei kommt es zur Ladungsreaktion und die Elektronen werden von der Metallverbindung der positiven Elektrode aufgenommen. Das Lithium bleibt zu jeder Zeit rein ionisch. Es gibt keine Elektronen ab und nimmt auch keine auf.
