Chemischer Lithiumbatterie-Energiespeicher

Karlsruhe (Deutschland). Es werden immer mehr Lithium-Ionen-Batterien als Energiespeicher, etwa in Elektroautos, verwendet.Die Wissenschaft sucht deshalb nach ökologisch und ökonomisch sinnvollen Recyclingverfahren, mit denen die Rohstoffe ausgedienter Batterien zurückgewonnen werden können. Bisher werden fast nur Nickel und Kobalt, Kupfer

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 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.

Wie viele Zellen hat eine Lithiumbatterie?

„Eine Lithiumbatterie für Elektro-Autos etwa besteht aus vielen Modulen und die wiederum aus zahlreichen einzelnen Zellen, mit teils über 20 Komponenten. Zudem unterscheiden sich Zellen hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und Anordnung, der sogenannten Geometrie.

Was ist die Lithium-Ionen-Technologie?

Im Folgenden geben wir Ihnen einen ersten Eindruck unserer Forschungsschwerpunkte: Die Lithium-Ionen-Technologie bestimmt die Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher seit den 1990er Jahren. Am Fraunhofer IFAM stehen aber auch andere Batteriesysteme wie Festkörperbatterien und Metall-Luft-Batterien besonders im Fokus.

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.