Neue Technologien im Schnellzugtempo

Veröffentlicht: 01. Februar 2021

Durchbruch: Superkondensatoren mit höherer Energiedichte

Mobile Systeme mit eingebauten Speichern sind hochaktuell und man findet sie unter anderem bei Laptops, Handys, Gartengeräten und Autos. Neben den Speicherelementen Batterien und Akkus kommen nun vermehrt Superkondensatoren zum Einsatz. Bisheriges Problem war die Tatsache, dass letztere lediglich ein Zehntel der Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus (bis zu 256 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) aufweisen. Forschern ist es jetzt gelungen, ein neuartiges, leistungsfähiges und ebenfalls nachhaltiges Graphen-Hybridmaterial für Superkondensatoren zu entwickeln, welches als positive Elektrode im Energiespeicher dient. Die Forscher kombinierten es mit einer bereits bekannten und bewährten negativen Elektrode aus Titan und Kohlenstoff. Diese Technologie erzielt bereits eine Energiedichte von bis zu 73 Wh/kg. Dies entspricht etwa der Energiedichte eines Nickel-Metallhybrid-Akkus. Die Forscher setzen nun vermehrt auf solche Hybridmaterialien, um die bisherigen Leistungsgrenzen zum Positiven hin zu erweitern. Ein klassischer Lithium-Eisen-Phosphat-Akku (LiFePo) hat eine Lebensdauer von zirka 2000 Zyklen.

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Roadmap 2030+ für nachhaltige Batterien

Veröffentlicht: 09. August 2020

Nachhaltige Batterien

Die europäische Forschungsinitiative Batterie 2030+ hat eine langfristige Roadmap veröffentlicht, die Massnahmen umfasst, um nachhaltigere Batterien für zukünftige Anwendungsgebiete zu entwickeln. Dabei geht es darum, unter Nutzung digitaler Technologien wie künstlicher Intelligenz und dergleichen, den Entwicklungsprozess zukünftiger vernetzter Batterien zu optimieren.

Die Batterie-Roadmap setzt auf schnellere Entwicklung von Grenzflächen und Materialien, ebenfalls auf ein "Batteries Interface Genome (BIG)", welches als Basis für das Verständnis der chemischen Prozesse innerhalb der Batterie dienen soll. Weiter im Blickfeld sind extreme Temperaturen, mechanische Beanspruchung, übermässige Belastung im Betrieb und Alterungsprozesse, welche die Lebensdauer der Batterien markant beeinflussen. Neue Wege sollen gefunden werden, um in Zukunft den Ausfall der Batterien zu reduzieren. Für diesen Zweck sollen dann neue Sensorkonzepte entstehen, die frühe Stadien des Batterieversagens und unerwünschte Nebenreaktionen entdecken.

Die Forscher und Marketing-Spezialisten der europäischen Unternehmen sind der Meinung, dass Europa diesen Aspekten im immer wichtiger werdenden Marktsegment mehr Beachtung schenken sollten.

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Vollkeramische Festkörperbatterien

Veröffentlicht: 01. Juli 2020

Vollkeramische Festkörperbatterien

Verschiedene Forschungsinstitute und Unternehmen arbeiten unter anderem an der Entwicklung von Festkörperbatterien, darunter das PSI in Würenlingen. Dabei geht es um die Trocknung von Elektroden. Der flüssige Elektrolyt in den bisherigen Li-Ionen Akku- Applikationen ist feuergefährlich und es bestehen deshalb strikte und umständliche Transport-Vorschriften. Bei den geplanten keramischen Festkörperbatterien bestehen sowohl die Kathoden als auch der Elektrolyt aus oxidischen oder sulfidischen Materialien. Diese Batterien kommen somit nicht nur ohne flüssige Komponenten aus, sondern auch ohne Polymeranteile. Entsprechende Unternehmen erarbeiten dabei skalierbare Fertigungslösungen für die Trocknung und Sinterung von oxidischen Kompositkathoden und Festelektrolyseparatoren. Bis diese Technologie in grossen Stückzahlen geliefert werden kann, dauert es jedoch noch einige Zeit.

Accutron, Juli 2020

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Hohe Energiedichte bei neuen Li-Ionen Kondensatoren

Veröffentlicht: 07. Juni 2020

Neue Li-Ionen Kondensatoren

Bei mobilen Systemen und Geräten benötigt man meistens leistungsstarke Li-Ionen Akkus. Diese werden für die jeweilige industrielle Applikation speziell hergestellt und durch ausgeklügelte elektronische Schutztechnik abgesichert. Hier gibt es einiges unbedingt zu beachten: Um Brandgefahr und dergleichen zu vermeiden, verlangt die weltweit gültige Vorschrift UN 38.3 ab 2020 zwingend ein Transporttest-Formular, welches der Sendung beigefügt werden muss. In 8 Einzeltests wird vorab das Verhalten der Zelle oder der Batterie bei extremen Temperaturen und vielem mehr detailliert beschrieben.

Die neuen Li-Ionen Kondensatoren sind umweltfreundlich, kommen ohne Schwermetalle aus, sind RoHS-konform, und unterliegen nicht der europäischen Batterieverordnung und benötigen die oben beschrieben UN-Transporttests deshalb nicht. Äusserlich gleichen sie den Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren, verfügen aber intern über einen ganz anderen Aufbau. Die momentanen Kapazitätsgrössen betragen 40, 100 sowie 200 Farad. Wie sieht es mit diesen neuartigen Li-Ionen-Kondensatoren im Zusammenhang mit den heute üblichen Li-Ionen-Akkus aus? Ein Ersatz ist wegen der bislang erreichten Kapazität und Energietechnik noch nicht möglich, sollte jedoch in Zukunft im Fokus bleiben.

Accutron, Mai 2020

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Interview Corona Zeiten

Veröffentlicht: 29. April 2020

Corona-Zeiten sind keine leichten Zeiten.

Wir unterhielten uns mit Guido Küng, Geschäftsführer und Gründer der Accutron AG, darüber.

JF: Wie läuft es bei der Accutron zurzeit? Batterien werden doch überall in mobilen Systemen benötigt.

Guido Küng (GK): Da bei uns ca. 80 % unserer Akkus in Medizingeräte gehen, haben wir jetzt ziemlich Hochbetrieb.

JF: Sie verfügen über eine sehr grosse Batterie-Palette. Welche Art von Batterien werden nun vor allem gekauft und wie sieht es mit den Lieferzeiten generell aus?

GK: Zu 90 % werden Lithium Akkus verwendet, die restlichen 10 % verteilen sich auf Bleiakkus, NiMh und NiCd. Die Lieferzeiten sind schleppend wegen den grossen Rückständen in Hong Kong.

JF: Seit 2020 sind die Testzertifikate gemäss UN 38.3 für den Transport von Lithium-Batterien bei der Auslieferung zwingend vorgeschrieben. Gibt es diesbezüglich bei Ihrer Kundschaft noch Unklarheiten und wird dies generell vorschriftsmässig eingehalten?

GK: Bis Ende 2019 war für UN38.3 (Reisepass für Lithium-Akkus) noch informell vorgeschrieben, seit Januar 2020 ist es aber gesetzlich vorgeschrieben. Jeder Kunde ist daher verpflichtet, die nur einmaligen Kosten für den UN38.3 Test zu tragen.

JF: Welches sind zurzeit die häufigsten Fragen aus Ihrem Kundenkreis?

GK: Kann meine Lieferung etwas früher kommen?

JF: Sie führen neu Schutzmasken in Ihrem Verkaufsprogramm. Welche Typen sind dies und wie sind die jeweiligen Lieferfristen? Wie beurteilen Sie die Nachfrage, da die ganze Welt entsprechende Masken sucht.

GK: Unsere chinesischen Freunde/Lieferanten sind sehr besorgt um uns hier, da sie selbst genau das durchgemacht haben, was wir hier jetzt. So bieten sie uns Schutzmasken an aus ihren Beständen. Wir haben das mal auf unserer Website publiziert, aber es gibt noch keine Reaktion. Neustens wissen wir, dass nun die Grossverteiler solche Masken im Sortiment haben. (Es war sowieso nur als Gefälligkeit gedacht.

JF: Wie schätzen Sie die Marktlage in den nächsten Monaten in Ihrem spezifischen Markt ein?

GK: Das ist zum jetzigen Zeitpunkt sehr schwierig einzuschätzen. Mein persönlicher Wunsch ist ausschliesslich, dass alles wieder ins Lot kommt, es tut einem echt weh, zu hören, wie vielen Leuten und Betrieben es jetzt sehr schlecht geht! Ich halte beide Daumen!

Interview, geführt im April 2020

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