Schematische Darstellung der Energiespeicherung einer Lithium-Schwefel-Batterie
In diesem Aufsatz wird dargestellt, welchen Einfluss das Elektrolyt/Schwefel-Verhältnis auf die erreichbare Energiedichte und Kosten von Li-S-Batterien hat. Für beide
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.
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 der Unterschied zwischen Lithium und Schwefel?
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. Die Reaktion von Lithium und Schwefel erfolgt jedoch über einen vielfachen Elektronentransfermechanismus, woraus sich eine höhere Energiedichte ergibt.
Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?
Das Lithium bleibt zu jeder Zeit rein ionisch. Es gibt keine Elektronen ab und nimmt auch keine auf. Diese werden stattdessen von den Elektroden abgegeben und aufgenommen. Darin unterscheidet sich die Lithium-Ionen-Batterie von allen anderen Batterietypen. Wegen der geringen Leitfähigkeit muss die Lithium-Ionen-Zelle dünn ausgeführt werden.
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 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.
