Schematische Darstellung der Flüssigkeitskühlung der Energiespeicher-Lithiumbatterie

Für alle gängigen Medien in der Flüssigkeitskühlung gilt jedoch, dass sie eine höhere Wärmekapazität und -leitfähigkeit aufweisen als Luft. Dadurch wird dem

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 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 hoch ist die Ladeschlussspannung typischer Lithium-Ionen-Zellen?

In der Regel ist nach dem Ausfall einer Zelle das gesamte Batteriemodul unbrauchbar. Beim Laden von 16 in Serie verschalteten Zellen mit genau gleichem Innenwiderstand und einer Summenspannung von 67,2 V erhält jede Zelle eine Spannung von UZ = 67,2 V/16 = 4,2 V. Das entspricht der Ladeschlussspannung typischer Lithium-Ionen-Zellen.

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.

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.

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

Lithium-Ionen-Batterien verhalten sich beim Laden und Entladen nicht symmetrisch, das heißt, sie können grundsätzlich schneller entladen als aufgeladen werden. Der Grund dafür ist die relative langsame Einlagerungsrate der Lithium-Ionen in das Graphit. Typische Laderaten sind 1 C bis 2 C, typische Entladeraten bis 10 C.