Batteriesysteme: Lithium-Ionen Zellen

Die meisten Batterien für Elektroautos sind Lithium-Ionen Batterien, aber warum ist das so?

Ganz einfach: Lithium ist das leichteste Metall und verfügt gleichzeitig über das höchste negative Standard-Potenzial. Die geringe Materialdichte und der hohe Spannungspegel führen zu einer hohen spezifischen Energiedichte von Lithium Batterien. Gerade beim Einsatz in Elektroautos, Elektroflugzeugen, Elektromotorrädern, etc. ist es wichtig, das die Fahrzeuge oder Fluggeräte wenig wiegen. Und die Batterien sind meistens das schwerste Bauteil in einem Elektrofahrzeug.

Außerdem haben Lithium-Ionen-Batterien keinen Memory-Effekt,  daher haben teilweise Be- und Entladungen der Akkus keinen negativen Einfluss auf deren Kapazität – so würde sich zum Beispiel ein Aufladen per Induktion auf Parkplätzen oder Kreuzungen nicht negativ auf die Batterien auswirken.

Wie bei allen Batterien ist die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Batterien abhängig von der Batterietemperatur. Um diesem Effekt zu begegnen wird eine elektrische Batterieheizung verwendet. Beim aufladen kann dies auch mit dem Ladestrom erfolgen, so werden die Batterien noch mehr geschont. Während der Fahrt oder in derLuft wird Batteriestrom verwendet, um die optimale Batterietemperatur zu gewährleisten.

Die Lebenserwartung der Batterie wird durch zwei Faktoren entscheidend beeinflusst:

• die Zyklenanzahl
• die natürliche Alterung

Zyklenanzahl

Die Batteriekapazität nimmt mit zunehmender Zahl von Lade- und Entladevorgängen ab. Die Lebenserwartung der Batterie liegt nach neuesten Erkenntnisse bei mehr als 3000 SAE-Zyklen. Ein SAE-Zyklus steht für volles Aufladen der Batterie und eine Entladung auf 20% der Kapazität. Teilentladung bzw. –aufladung entspricht nur einem äquivalenten Anteil eines vollen Zyklus. Nach 3.000 dieser SAE-Zyklen hat die Kapazität der Batterie auf 80% des Ausgangszustandes abgenommen.

Natürliche Alterung

In der Praxis relevanter ist die natürliche Alterung der Batterien. So empfiehlt sich der Wechsel der Batterien nach neuesten Erkenntnissen bei einer mittleren Lagertemperatur von 20°C nach ca. 20 Jahren. Auch dann hat die Batteriekapazität auf 80% der Anfangskapazität abgenommen.

[ Quelle: lange-aviation.com]