Auswahl der elektrischen Energiespeicherung für Lithiumbatterien

Energiespeicher dürften über den Erfolg und Misserfolg der Energiewende entscheiden. Doch welche Technologien kommen wofür infrage und welche Vor- und Nachteile bieten die einzelnen

Was ist ein elektrischer Energiespeicher?

Elektrische Energiespeicher (EES), die aktuell vor allem auf der Lithium-Ionen-Technologie beruhen, sind ein Schlüssel für die E-Mobilität wie auch für die Energiewende. Sie ermöglichen es, CO 2 -Emissionen im Verkehr zu senken und die erneuerbare Energie aus Wind und Sonne zwischenzuspeichern.

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.

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.

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.

Welche Schutzschaltungen müssen Lithium-Ionen-Energiespeicher haben?

Aus diesem Grund müssen Lithium-Ionen-Energiespeicher mit Schutzschaltungen gegen Übertemperatur (OTP), Überstrom (OCP), Überspannung (OVP) und Kurzschluss (SCP) ausgestattet sein sowie die direkte Ein­wirkung von Hitze und mechanische Beschädigungen der Zellen verhindert werden.

Welche Arten von Energiespeicherung gibt es?

Eine weitere Möglichkeit der chemischen Energiespeicherung ist die Wandlung von Strom in chemische Grundstoffe (Methanol) oder flüssige Kraftstoffe (Power-to-Liquid). Letzteres ist besonders für Verkehrssegmente mit einem hohen Anspruch an Energiedichte wie den Flugverkehr entscheidend.