Interne Struktur der Energiespeicher-Lithiumbatterie
Thermische Energiespeicher (Wärme-/Kältespeicher) mit hoher Leistung gewinnen insbesondere zur Erhöhung der Effizienz zyklischer thermischer Prozesse an Bedeutung. Am Fraunhofer
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.
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 der Unterschied zwischen einer NiMH-Batterie und einer Lithium-Ionen-Batterie?
Bei der Blei-Batterie wird das Blei oxidiert (Elektronenabgabe) und reduziert (Elektronenaufnahme). Entsprechendes passiert bei der NiMH-Batterie mit Nickel. Bei der Lithium-Ionen-Batterie ist das Lithium jedoch immer ionisch (Li +). Es wird lediglich in die Schichten von Anode und Kathode eingelagert (interkalieren = dazwischenschieben).
Was ist ein elektrochemischer Energiespeicher?
sind elektrochemische Energiespeicher, in denen die Zellreaktion kontinuierlich ablaufen kann, beispielsweise Brennstoffzellen und Redox-Flow-Batterien. Elektrostatische und induktive Speicher nutzen die Energie elektrischer oder magnetischer Felder zur Speicherung.
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.
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.
