Batterie erreicht mehr als 10.000 Ladezyklen
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Batterie erreicht mehr als 10.000 Ladezyklen
Forscher am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg entwickelten Lithium-Ionen-Batterien mit einer Lebensdauer von mehr als 10.000 Ladezyklen. Damit übertreffen sie den internationalen Stand der Technik. Neben der Zellauslegung stellten die Wissenschaftler eine Kleinmusterserie her. Die Zellen sollen als Solarstromspeicher und in Elektroautos eingesetzt werden.
Die im Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) entwickelten Lithium-Ionen-Batterien gehören zur technologischen Spitzenklasse. Die Hochleistungszellen übertreffen bei der Zyklenstabilität, einer wichtigen Kennziffer für die Lebensdauer, den internationalen Stand der Technik: Mehr als 10.000 Vollzyklen wurden bislang erreicht. Bei weiteren Kennwerten, etwa der Leistungsdichte, erzielten die Batterien ein vergleichbares Niveau wie die bislang führenden asiatischen Produkte.
Das ZSW führte die Zellauslegung durch, entwickelte den Produktionsprozess und stellte eine Kleinmusterserie im 18650er-Format her.
Einsatz in Elektroautos
Lithium-Ionen-Batterien müssen mindestens zehn Jahre lang ihren Dienst im Auto leisten, ohne dass die Kapazität des Akkus unter 80 Prozent des Nennwertes absinkt. "Nach 10.000 vollständigen Lade- und Entladevorgängen weisen unsere Lithium-Akkus immer noch mehr als 85 Prozent der Ausgangskapazität auf", sagt Dr. Magret Wohlfahrt-Mehrens, Leiterin des Fachgebiets Akkumulatoren Materialforschung am ZSW. Die Leistungsdichte der Zellen liegt bei 1.100 Watt pro Kilogramm und kann damit international mithalten. Für Elektrofahrzeuge bedeutet das: kurze Ladezeiten und ein gutes Beschleunigungsverhalten.
Mehr Solarstrom vor Ort nutzen
Der Eigenverbrauch von Solarstrom ließe sich mit Batteriespeichern signifikant erhöhen. Das ZSW ermittelte die Eigenverbrauchspotenziale von Wohngebäuden mit Wärmepumpen und Batteriespeichern. Bei kleineren Solaranlagen steigt mit einer Wärmepumpe der selbst genutzte Solarstrom von 30 auf 45 Prozent. Wird zusätzlich eine Batterie installiert, steigt der Wert auf 70 Prozent. Mit einer Wärmepumpe und einem thermischen Speicher steigt der profitable Eigenverbrauch auf 1.800 kWh; plus Batterie mit 5 kWh genutztem Energieinhalt sind es 2.800 kWh.
Große Zellen für die Industrie
Im nächsten Schritt wollen die ZSW-Forscher Elektroden für große Lithium-Zellen gemeinsam mit Industriepartnern entwickeln. "Die Beherrschung der jetzt demonstrierten Zelltechnologie ist die wesentliche Voraussetzung für die anschließende Fertigung großer Zellen", so Wohlfahrt-Mehrens. Für die Umsetzung in große Zellen sei jedoch noch weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeit notwendig.
Die Zellentwicklung wurde im Verbundprojekt "Elektrochemie für Elektromobilität" von den Bundesministerien für Wirtschaft und Technologie sowie Bildung und Forschung gefördert.
Bildunterschrift: Ein Forscher am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg mischt die Elektrodenpaste (Slurry) im Mischer. © ZSW
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Datum: 27.05.2013 - 09:51 Uhr
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