Anforderungen an negative Elektrodenmaterialien für Energiespeicherbatterien

Im Bereich der erneuerbaren Energien sind wir stolz darauf, innovative und skalierbare Lösungen für die Energiespeicherung in Haushalten und Unternehmen anzubieten. Unsere flexiblen Mikronetze bieten nicht nur eine zuverlässige Energiequelle, sondern auch die Möglichkeit, die Energieversorgung unabhängig vom zentralen Netz zu gestalten.

Ob für ländliche Gebiete, abgelegene Standorte oder urbane Umgebungen – mit unseren Lösungen sind Sie für die Zukunft der Energieversorgung bestens gerüstet. Unsere Produkte zeichnen sich durch ihre Effizienz, Langlebigkeit und die einfache Integration in bestehende Systeme aus.

Derzeit sind die positiven Elektrodenmaterialien mit besserer Anwendungsleistung Übergangsmetalloxide und Lithiumverbindungen mit geschichteten Strukturen mit hohen Insertionspotentialen, wie Lithiumverbindungen LiCoO2, LiNiO2 oder Spinellstruktur LiMn2O4. Die Anforderungen an Lithium-Ionen-Batterien sind in Anforderungen für Einzelzellen

Was ist eine positive Elektrode?

Die positive Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie besteht aus einem Metalloxid, zum Beispiel LiMO 2 oder LiM 2 O 4, oder aus einem Metallphosphat (LiMPO 4). Die Lithium-Ionen werden darin ein- und ausgelagert (interkaliert) ohne Änderung der Metalloxidstruktur. Die Partikelgröße beträgt rund 5 µm, die Schichtdicke rund 80 bis 100 µm.

Was ist der Unterschied zwischen negativen und positiven Elektroden?

An der negativen Elektrode geht metallisches Blei (Pb ist 0 + neutral) über in Pb2+ (1PbSO 4). Dabei werden zwei Elektronen abgegeben. An der positiven Elektrode geht Bleidioxid (PbO 2) (Pb ist 4+) über in Bleisulfat Pb2+ (1PbSO 4). Dabei werden zwei Elektronen aufgenommen. Im Elektrolyten findet ein Ionen-Strom aus H+ statt.

Welche Elektroden sind vorteilhaft?

Insbesondere Legierungselektroden aus Lithium und Silizium (Li 4,4 Si) sind vorteilhaft. Die erreichbare Zyklenzahl lässt sich durch eine Deckschicht aus Stickstoff (Li x N y Si z) verbessern. Auch Anoden aus reinem Lithium-Metall werden entwickelt, sind aber bisher nicht serienreif.

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.

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.

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).