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Erster Beitrag:
vor 7 Monaten, 2 Wochen
Letzter Beitrag:
vor 7 Monaten, 2 Wochen
Beteiligte Autoren:
omitreligion, wolfgang dwuzet, thegray, Twiker76, Bernd Schlueter, BdasB

"Perlen der Forschung" ... IKTS Lithium-Bipolar-Batterie

Startbeitrag von BdasB am 03.04.2017 08:28

[www.bundesregierung.de]
Perlen der Forschung

1.000 Kilometer weit mit dem Elektroauto

Eine geringe Reichweite und hohe Kosten halten bislang viele Menschen davon ab, sich ein Elektroauto anzuschaffen – auch wenn diese Ressourcen und die Umwelt schonen. Industrie und Forschung arbeiten an einer neuartigen Batterietechnologie, damit E-Autos alltagstauglich werden.

Schwachstelle der meisten Elektroautos: die Batterie. Üblicherweise fährt ein Elektroauto mit einer sogenannten monopolaren Lithium-Ionen-Batterie. Sie besteht aus vielen kleinen Batterien aus einzelnen, miteinander verbundenen Zellen. Die Zellen sind nebeneinander angeordnet. Damit kommen E-Autos bisher auf eine Reichweite von etwa 400 Kilometern. Den meisten Autofahrern und Autofahrerinnen ist diese Strecke zu kurz – zumal das Aufladen der Batterie sehr lange dauert. Nun aber verspricht eine neue Technologie Abhilfe.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) haben eine innovative Lithium-Bipolar-Batterie entwickelt. In einer solchen Batterie sind die Zellen ganz neuartig angeordnet.
"Wir wickeln die Zellen im Prinzip aus und verwenden eine sogenannte Bipolartechnologie, sodass wir die Elektroden einfach stapeln können." So erklärte Mareike Wolter, Gruppenleiterin Mobile Energiespeichersysteme, das Projekt bei der Präsentation "Perlen der Forschung" für Bundeskanzlerin Angela Merkel im Januar 2017.
Ein solcher Stapel besteht aus einer Schicht von Anoden – dem Pluspol der Batterie – und einer Schicht aus Kathoden – dem Minuspol. Dazwischen liegt der Elektrolyt, also das chemisch aufladbare Material. Die Elektroden sind dann so sortiert, dass ein Pluspol immer auf einem Minuspol liegt. Durch den effizienten Stapelaufbau steigt die Energiedichte, also die Menge an speicherbarer elektrischer Energie pro Raumvolumen der Batterie. Die neue Batterie kann somit bei gleichem Gewicht sehr viel mehr Energie speichern. Das Ergebnis: eine größere Reichweite für Elektroautos.



Platzsparender Einbau möglich

Ein weiterer Vorteil der platzsparenden Bauweise: Die Batterie kann optimal in das Fahrgestell des Autos eingebettet werden. Aufgrund der neuen Anordnung sieht die Batterie wie eine größere Matte aus. Gehäuse für die einzelnen Zellen, wie bei herkömmlichen Lithium-Ionen Batterien, gibt es nicht mehr. Statt im Vorderbau des Autos lässt sich die neue Batterie so optimal in den Fahrzeugboden einbauen.
Geringere Kosten durch neue Materialien

Große Fortschritte hat das Forschungsprojekt auch bei der Frage der Materialkosten gemacht. Die Forscher haben gezeigt, dass sich mit herkömmlichen Materialien allein durch eine andere Herstellungsweise und eine bessere Verbindung der Pole eine deutlich höhere Energiedichte erreichen lässt.

... auweia "Perlen der Forschung" ...

Gemeinsam arbeiten sie daran, dass E-Mobilität bezahlbarer wird und Einzug in unser tägliches Leben erhält...

Antworten:

Irgendwie erinnert mich das an Kolibris, bei denen auch eine nicht erforderliche Zwischenschicht weggelassen wurde.
Meine Nicad-Batterien und die alten Bleibatterien sind übrigens genauso aufgebaut: in einer Zelle sind wechselweise + und - aufeinandergeschichtet. Dazwischen befindet sich der Separator mit dem Elektrolyten.
Suppentüten bestehen hingegen oft nur aus einer Kathode und einer Anode, die nicht doppelseitig benutzt werden.

von Bernd Schlueter - am 03.04.2017 09:11
Dann warten wir mal ab was dann die Kwh Speicher kostet.
Bisher lag der Speicherpreis für Twike Lithium bei 500 bis 600 Euro pro Ah heißt für 5-9 km Reichweite mit dem Twike.
Hochgerechnet macht das ca. 1 Euro pro Wh also 1000 Euro pro Kwh.
Solange das nicht für 100 Euro pro Kwh zu haben ist...

von Twiker76 - am 03.04.2017 14:19
Es wird wirklich viel geforscht:

hier auch so eine Neuentwicklung, die haben wohl nun herausgefunden wie man die Mangan-Zink Akkus bauen muß damit sie viele Zyklen können:
Zink-Mangan-Akku könnte Lithium-Ionen-Batterien ablösen
[www.elektronikpraxis.vogel.de]

Hier Wikipedia darüber:
[de.wikipedia.org]

Hier ein Artikel darüber wie fleißig die Deutschen forschen doch anscheinend selbst nix davon umsetzen wollen:
[www.deutschlandfunk.de]

Zitat:
"Kai Vuorilehto blickt mit Sorge die Dominanz der asiatischen Batteriehersteller LG, Panasonic und Samsung auf dem Batterie-Weltmarkt und schont nicht mit Kritik an der deutschen Industrie: "In Deutschland gibt es viele sehr große Institute, die Lithium-Ionen-Batterieforschung machen. Typisch: Allein Münster hat so viel Forschung, dass in ganz Skandinavien insgesamt weniger ist als in Münster. Also wirklich hervorragende Forschung."

Gruß, Dragan

von omitreligion - am 03.04.2017 16:04
jaja, das forschen wird deutlich besser bezahlschußt
als
das zu bauen was man (bis zum umfallen) zerforscht hatte

von wolfgang dwuzet - am 03.04.2017 17:10
Nach etwas stöbern habe ich etwas darüber gefunden ob das wiesbadener Thermalwasser auch zum heizen von Wohngebäuden verwendet wird.

Mich wundert dass die so lange damit gewartet haben, schließlich lohnt sich hier auch die Investition in etwas haltbarere Materialien allemal:
[www.faz.net]

Zitat: "Thies kündigte an, diese „europaweit einzigartige regenerative Energiequelle“, die sich hervorragend zur Beheizung von Wohnungen und Gebäuden nutzen lasse, in einen Gesamtenergieplan für Wiesbaden einzubeziehen. Das legten nicht nur die dramatische Veränderung des Klimas und der permanente Anstieg der Energiepreise nahe, sondern auch die Versorgungsrisiken aufgrund politischer Unwägbarkeiten."

Gruß, Dragan

von omitreligion - am 04.04.2017 02:56

Oh man Re: "Perlen der Forschung" ... IKTS Lithium-Bipolar-Batterie

Persönlich - Bitte Bernd bitte nach den eigenen Ansprüchen - Mehr Qualität statt Quantität!
Denn deine Aussage macht mehr Desinformation statt Aufklärung - Braucht hier keiner !
Und statt bei jeden Ding den Senf... - die Zeit nehmen zu Lesen; Sacken lassen und sich dann noch fragen -Muß das jetzt auch noch sein.


Klarstellung : Das Beispiel NICD; Bleiakkus ist nicht so Doll - da dort die gestapelten Elektroden zu einer Spannung respektive einer Zelle gehören!

Was ich machen würde wenn ich unter Zugzwang stärkere Packungsdichte und weniger Gewicht; Fertigungskosten mit bestehender Technik - erreichen kann.
IST genau das was die machen- DIE lassen die Separatoren unter den Zellen weg und damit auch gleich die Zellenverbinder.

Den dann liegt der Pluspol der einen Zelle direkt auf dem Minuspol der nächsten usw. .

EIN NICD MR100 würde bei 250mm Länge ca. 16mm einsparen können. In Reihe ein 150Volt/300KG Block sogar ca.27x20mm.


Man bekommt also einen Stapel (eng. Stack) von direkt miteinander verbundenen Einzelzellen. (vereinfacht so vorzustellen wie man die Std.Wegwerf-Rundzellen in Konsumergeräten einsetzt ohne Lötfahne oder Feder ..)

DIESE nun echte HV. Batterie (im besten Sinne dem Stack von Herrn Volta nachgebaut hat erstmal nur noch zwei Hochstrom Anschlüsse für den direkten Anschluss zum Antrieb.

Das einzige was als Herausforderung bleibt einen Dichtung um die Elektrolyt-Schichten innerhalb des Stapel an Ort zu halten und von einander zuverlässig zu trennen - sonst ..........

Also kein Millionenhexenwerk.

NACHTEIL wie jetzt jedem Klarer wird - Eine Zelle mit Starker-Minderleistung bedeutet den Kompletten Akkustack auf den Müll - auch keine Sekond-Life als Stationärbatterie ist da nicht drin weil die Tote ZElle nicht aus der Reihenschaltung entfernt werden kann!!!!!!!:rolleyes::D

Dann müßte man schon einen Brücken-Mosfet in den noch vorhandenen Separator einbauen und sehen wie man den von Außen ansteuert.

Und Balancieren bedeutet aus dem hermetischen Gehäuse wieder 80; 100 Adern an die Elektroden kontaktieren und herausführen ....:cheers: Ja ja gleich einbauen klar und wenn da ein BMS-Modull hopps geht - ganze Batterie auch wieder exundhopp. Dann mß0en die schon echt billig werden wie eine HandyAkku.

von thegray - am 04.04.2017 16:23
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