Modell-Bibliothek für batteriebetriebene Geräte

Veröffentlicht: 08. April 2021

Modell-Bibliothek beschleunigt Entwicklung von batteriebetriebenen Geräten

Ein Batterieanalytik-Unternehmen präsentiert eine Bibliothek mit häufig eingesetzten Batteriemodellen. Sie enthält Batteriezellen mit unterschiedlicher Chemie und in verschiedenen Formaten für Simulationszwecke. Die ständig wachsende Sammlung enthält Batteriemodelle, die das elektrische, thermische und das Alterungsverhalten simulieren. Ein weiterer Mehrwert ist der Zugriff auf die gesamte Übersicht von Zellen und standardisierten Zelldatenblättern. Damit ist es möglich, erste und einfache Vergleiche durchzuführen. Die Nutzer können jedoch auch festlegen, dass kein anderer ihre eigenen Zellmodelle verwenden kann.

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Neue Lithium-Metall-Batterien im Fokus

Veröffentlicht: 01. März 2021

Lithium-Metall-Batterien

Das EU-Forschungsprojekt HIDDEN ist dabei, neuartige Lithium-Metall-Batterien zu erforschen und zu entwickeln, um gewisse Nachteile der heute im Fokus stehenden Lithium-Ionen-Batterien zu eliminieren. Dabei sind längere Lebensdauer und höhere Energiedichte das bestimmende Thema. Damit sollen verbesserte Selbstheilungsprozesse erzielt werden, um dadurch die Lebensdauer und die Energiedichte im Vergleich zu den Li-Ionen Akkus, um bis zu 50 Prozent zu erhöhen. Des Weiteren müssen ebenfalls die Herstellungsprozesse noch optimiert werden. Ganz wichtiges Ziel ist das Verhindern von Dendritenbildung in Lithium-Metall Batterien durch entsprechende Massnahmen. Die Forscher werden Musterzellen zusammenbauen und danach die Resultate der Aktionen genauestens überprüfen. Man rechnet damit, dass es in etwa 3 Jahren möglich sein wird, dass solche innovativen Batterien ressourcensparend und günstig auf den Markt kommen werden.

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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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