Energiespeichermaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

Die Angaben von Natrium-Ionen-Akku Herstellern zur Lebensdauer der Batterien bewegen sich zwischen 50.000 und 100.000 Zyklen, während für Lithium-Ionen-Batterien über 10.000 Zyklen und für Blei-Säure Batterien unter 1.000 Zyklen üblich sind.

Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?

Die Lithium-Ionen-Batterie wird zukünftig zwei großtechnische Anwendungen dominieren: Hybrid- und Elektrofahrzeuge im Bereich zukünftiger Mobilitätsstrategien und Zwischenspeicher elektrischer Energie im Umfeld der Dezentralisierung der Energieerzeugung.

Wie hoch ist die Energiedichte einer Lithium-Batterie?

Energiedichten ab. So können auf Zellebene (je nach Zellchemie) ca. 90–250 Wh/kg bzw. 160–650 Wh/l erreicht werden. Für zukünf-tige wiederaufladbare Lithium-Batterien werden Energiedichten über 400 Wh/kg auf Basis von Li-Schwefel erwartet oder bis zu 800 Wh/l auf Basis von Li-Luft.

Welche Anforderungen müssen Lithiumbatterien erfüllen?

Mit wenigen Ausnahmen müssen Lithiumbatterien die Anforderungen von Abschnitt 38.3 des UN-Handbuchs für Tests und Kriterien (UN 38.3 Transporttest) erfüllen, um die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien während des Transports sicherzustellen.

Welche Batterien gibt es?

Ein Beispiel für alternative Zellmaterialien sind Metall-Schwefel-Batterien, der prominenteste Vertreter dieses Batterie-typs ist die Lithium-Schwefel-Batterie. Der Rohstoff Schwefel ist preiswert und als Abfallprodukt bei der Abtrennung von Schwefelwasserstoff aus Erdgas und Erdöl in großen Mengen vorhanden.

Was ist die Lithium-Sekundärzellen-Norm?

Diese Norm legt die Anforderungen und Prüfungen für den sicheren Betrieb von Lithium-Sekundärzellen und -batterien (Akkumulatoren) in industriellen inklusive sta-tionären Anwendungen fest. Stationäre Anwendungen sind z. B. unterbrechungsfreie Stromversorgungen, elektrische Energiespeichersysteme oder auch Notstromsysteme.

Welche Verbindungen gibt es für Lithium-Ionen?

Übergangsmetall-oxide mit Cobalt, Mangan und Nickel oder Aluminiumoxid sind dabei die gängigsten Verbindungen. Die aufgebrachte Metalloxidschicht dient bei der Entladung der Zelle zur Einlagerung der Lithium-Ionen. Immer häufiger werden höhere Gehalte an Mangan, Nickel und Aluminium statt Cobalt verwendet.