energiespeichersystem at Hochschule Hannover

Das Bestreben von Metall, elektrone abzugeben und als Ionen in Lösung zu gehen -> Lösungdrück. Diese wird als elektrische Spannung in V gemessen -> liefert dann elektrochemische Spannungreihe.

Das Element entsteht, wenn man die Lösungsdrück zwischen unterschiedlichen Elementen durch Einbringen in einen Elektrolyten ausnutzt.

denta U= U kathode - U Anode

(Anode: e- Abgabe

Kathode: e- Aufnahme)

• Elektrolyten
• Batteriegehäuse
• zwei Elektroden
• Separator( Kurzschluss zwischen internen Elektrodenkontakt zu vermeiden, ansonst Übertragung der Elektronen -> kein äußeren Strom)

• An negative Elektroden (Anode) findet Oxidationsprozess (Auflösung der Anodematerial) statt -> Elektronen wird frei gesetzt.
• Parallel wird an positive Elektroden (Kathode) die entsprechen Elektronensmenge über Reduktionprozess (Abscheidung des Metall aus der Lösug) aufgenommen.

-> fließt durch äußeren Verbraucherstromkreis ein Elektronenstrom von (-) zu (+).

Innenhalb der Zelle wird ein Strom zwischen den Elektroden durch Ion in ionische leitenden Elektrolyten getragen, wobei Ionen- und Elektronenreaktionen an der Elektroden miteinander gekoppelt wird

Vorteil:

• günstige Preis-Leistungs-Verhältnis (50 Euro/KWh)
• leicht recycelbar
• hohen Zellenspannung (2V)
• einfache zu handhabende Ladetechnik

Nachteil:

• begrenzte Zyklenfestigkeit
• bescheidene spezifische Energie (30-50 Wh/kg)
• schwierig in kleinen Einheiten zu produzieren

Anwendung: Starterbatterie, Batterie für Traktion..)

• Je größer die C-Rate -> kleinere Entladeschlusspannung

Grund: Mangel an Reaktanz bei hohen C-Rate

Je größer die c-Rate -> kleiner wird die abgegebene Kapazität -> mehr Anodematerial unverbrachbar bleibt -> niedrige Entladeschlussspannung zugelassen, um die Gefahr der Zerstörung der Anode zu vermeiden.

• Neigung der Kurve:
• Nen'sche Gesetzt: Die Spannung wird mit der zunehmenden Entladezeit immer kleiner.
• Verlust in inneren Batterie: Je größer der Entladenstrom -> größer der Verlust. (Ukl = Uo - Ient*Rinn) -> Der Strom stimmt, wie die Kurve neigt.

• Temparatur: je größer T -> Rinn kleiner
• Zellengröße: je größer die Zelle -> Rinn kleiner
• Technologie:
• Aufbau:

Vorteil:

• großen Zyklenzahl
• schnellladefähig
• hohen Wirkungsgrad (90%, kann bis 99% sein)

Nachteil:

• Starke Empfindlichkeit gegenüber Tiefentladung, Überladung und zu hohen Temperatur

bezieht sich auf eine Entladung mit dem Strom von 0,1 C

• Wird mehr Strom bezogen ->sinkt die nutzbare Nennkapazität
• Umgekehrt

Verhältnis zwischen Ladeenergiemenge und der entnehbare Entladenenergiemenge.

• Blei-Akku: 60-70%
• Li-i0n: 90% , 98% bei kleinem Entladestrom

• Elektrone im Raumladung werden durch Photonen von Valenzband in Leitungsband angehoben

-> von Atom gelöst

• Elektron wird in n-gebiet gezogen, entstehende Löcher wandert in P-gebiet -> schließt sich über ein elektrischen Verbraucher ein Stromkreis.

Usz = 0,5 V