Lithium-Batterie-Energiespeicherung und Stromerzeugung
Soll die Energiewende zu mehr Wind und Sonne gelingen, braucht es leistungsstärkere Energiespeicher. Schwerkraft-Batterien, Druckluft-Kavernen, Lavagestein, Elektro-Ziegel und Flüssig-Salz
Wie hoch ist die Energiedichte einer Lithium-Batterie?
In Kombination mit Lithium-Metall-Anoden kann mit diesen Batterien eine Energiedichte von über 400 Wh/kg auf Zellebene erreicht werden. Mögliche Alternativ-Technologien, mit denen theoretisch eine noch höhere Energiedichte umsetzbar ist, stellen Lithium-Schwefel- und Metall-Luft-Batterien dar. 68
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.
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.
Was sind nicht-Lithium-Batterien und warum sind sie so wichtig?
Nicht-Lithium Technologien sind hier von besonderer Bedeutung, da diese nicht nur eine bessere Eignung für Speicherung von mehr als acht Stunden anbieten, sondern auch eine Gelegenheit zur (Re)-Etablierung einer lokalen Produktion von Batterien, die keine Lieferketten-Überschneidungen mit Li-Ionen Batterien hat.
Wie entwickelt sich die Lithium-Ionen-Akku-Speicherung?
Bei der Lithium-Ionen-Akku-Speicherung sind in der Tabelle sowohl die aktuellen Werte von Fahrzeugen aus dem Jahr 2020 als auch prognostizierte Werte für Fahrzeuge in zehn Jahren angegeben, denn die Technologie entwickelt sich derzeit mit hohem Tempo weiter. 1.
