Schematische Darstellung eines Lithiumbatterie-Energiespeicherkraftwerks

Lithium ist deshalb so gut, weil es als leichtestes Metall des Periodensystems besonders gern eines seiner drei Elektronen abgibt. Grundsätzlich werden für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen für Elektroautos fünf Hauptrohstoffe benötigt. Auf der Kathodenseite fungiert eine Verbindung der Elemente Kobalt, Nickel und Mangan

Wie hoch ist die Energiedichte einer Lithium-Ionen-Batterie?

Die orangen Flächen sind ein Ausblick auf die nächsten fünf bis zehn Jahre der erwarteten Entwicklung. Die aktuell leistungsfähigsten fahrzeugtauglichen Lithium-Ionen-Batteriezellen erreichen rund 250 Wh/kg gravimetrische Energiedichte und 700 Wh/l volumetrische Energiedichte.

Was ist der Unterschied zwischen einer Lithium-Ionen-Batterie und einer Bleibatterie?

Bei Lithium-Ionen-Batterien liegt die Ruhespannung einzelner Zellen bei heute verfügbaren Materialkombinationen zwischen 2,2 und 3,7 V. Bleibatterien haben 2 V, Nickel-Cadmium- und Nickel-Metall-Hydrid-Batterien 1,2 V Nennspannung. Je nach Batterietyp sind Kapazitäten im Bereich von über 1000 Ah verfügbar.

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 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 imitiert das Klemmenverhalten einer Lithium-Ionen-Batterie?

Dieses Verhalten wird im Ersatzschaltbild in . 6.4 durch einen ohmschen Widerstand Ri und ein RC-Glied modelliert. Ein solches Modell einer Lithium-Ionen-Batterie imitiert das Klemmenverhalten, es beschreibt aber nicht die physikalischen Abläufe innerhalb der Batterie.

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.