Englische Einführung in die Energiespeicher-Lithiumbatterie

Batterien auf Lithium-Ionen-Basis sind in der heutigen Zeit die meistverwendeten Energiespeicher für Elektronikgeräte wie Tablets, Smartphones und Co. Auch in der Automobilbranche im

Warum sind Lithium-Ionen-Batterien so wichtig?

Die Lithium-Ionen-Batterien werden trotz emsigen Forschens für besser Energiespeicher auf absehbare Zeit die Technologie der Wahl bleiben für E-Autos bleiben. Dafür gibt es gute Gründe, die auch im Aufbau und den Abläufen in den Zellen begründet sind. Dieser Beitrag ist Teil des Spezials: Hybrid- und Elektrofahrzeuge.

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 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 der Unterschied zwischen einem Batteriespeicher und einem brennstoffzellenspeicher?

Der Wasserstoff wird nicht vollständig verbrannt. Die Reste werden abgeschieden und der Zelle mittels einer Pumpe erneut zugeführt. Da die Spannung des Brennstoffzellensystems stark lastabhängig ist, kann anders als bei einem Batteriespeicher nicht auf einen stabilisierenden DC/DC-Wandler verzichtet 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.

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.