Elektrofahrzeugakkumulatoren auf Basis der fortu Technologie

Transkript

1 Elektrofahrzeugakkumulatoren auf Basis der fortu Technologie 1

2 Aktuelle Situation Die Elektrotraktion stellt immer noch eine Nische dar. Als Grund für mangelnde Marktdurchdringung werden oft unzureichende Akkumulatortechnologien genannt Moderne Akkumulatoren sind meist sehr kostenintensiv Der Blei-Akkumulator als preiswerte Technologie ist zu schwer und zu voluminös Bestehende Akkusysteme bedürfen eines anspruchsvollen Batteriemanagements, um hohe Zykelzahlen zu erreichen Vorzeitigen Alterungsmechanismen führen oft zu deutlich verkürzter Lebensdauer 2

3 Einführung fortu PowerCell entwickelt und produziert ein neuartiges Akku-System auf Basis anorganischer Komponenten Die neue Technologie ermöglicht höchste Energiedichten (über 400 Wh/l und bis zu 200 Wh/kg) 3

4 Einführung Es werden keine aufwändigen Sicherheitselektroniken benötigt, um eine sichere Zelle zu gewährleisten Das Akku-System ist preisgünstig, wartungsfrei, langlebig und äußerst unempfindlich gegenüber Fehlbehandlung 4

5 Aktuelle Testsituation der fortu Zellen Das neuartige fortu Akkusystem erfüllt alle Anforderungen, ein neues Kapitel der Energiespeicherung zu öffnen. Die positive Elektrode wird deutlich höher genutzt als es in bisherigen Systemen möglich war Hohe Energiedichte Ein neu entwickelter Purifikationsprozess führen zu einem stabilen Zellverhalten auch bei Missbrauch kein aufwändiges Management Innenwiderstand als auch die entnehmbare Kapazität bleiben konstant über eine hohe Anzahl von Zyklen auch bei hoher Belastung gleich bleibende Fahreigenschaften Alle vorzeitigen Alterungsmechanismen konnten eliminiert werden Langlebigkeit unabhängig vom Nutzungsverhalten 5

6 F & E: Peakverschiebung ungereinigter Elektroden Probe 2417 Fläche:1cm2 Elektrolyt: 2002/47.1 Dicke: 1,55->0,6mm Peakverschiebung Zyklus 1 Zyklus 5 Zyklus 10 Zyklus 20 Zyklus 30 Strom / ma Z=40 Z=1 Z=40 Zyklus Z= ,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 Potential vs. Li/Li+ / V Die Peakverschiebung ist Zeichen für Instabilität und Innenwiderstandserhöhung Ohne Purifikation ist kein stabiles Zellverhalten zu erreichen 6

7 F & E: Elektrode nach der Purifikation Stromstärke [ma] Probe 2474 Fläche: 1cm2 Elektrolyt: 2003/22.1 Dicke: 1,55->0,6mm Zyklus 1 Zyklus 5 Zyklus 10 Zyklus 20 Zyklus 30 Zyklus ,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 Potential vs. Li/Li + [V] Die gereinigten Elektroden der fortu Zellen weisen keine Veränderungen auf Stabilität und ein konstanter Innenwiderstand über einen weiten Zykelverlauf sind gewährleistet 7

8 F&E: Stabilität des Systems Entnehmbare Kapazität und Innenwiderstand sind auch in Musterzellen nachgewiesen 8

9 Entwicklungsstand 2004 Durch die Purifikation wird eine Peakverschiebung vermieden Das zyklische Voltammogramm zeigt, dass die Lade- und Entladevorgänge an der Positiven Elektrode vollständig gleich ablaufen Die Stabilität der Laborzellen wurde durch Tests auch an Musterzellen nachgewiesen 9

10 fortu PowerCell: Ladetechnologie 1C-Zyklus Musterzelle Spannung und Kapazität Zellspannung / V 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 U / V C / mah Kapazität / mah 0, ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Zeit / h Als Ladetechnologie wird das von Blei-Akkumulatoren bekannte Konstant Strom / Konstant Spannungsladen (IU-Laden) angewendet. Eine Einzelüberwachung von Zellen ist nicht notwendig 10

11 Entwicklungsstand 2004 Das konstante Zellverhalten ermöglicht ein einfaches Ladeverfahren Durch die IU-Ladung wird eine effiziente Ladung unabhängig vom Entladegrad garantiert Auch bei mehrzelligen Akkus führt das Ladeverfahren zu sehr guten Wirkungsgraden 11

12 fortu PowerCell: Stabilität des Systems 12

13 fortu PowerCell: Stabilität des Systems Der Ausnutzungsgrad der positiven Elektrode konnte gegenüber Standardakkus deutlich erhöht werden Es werden bis zu 65% des theoretischen Maximums genutzt anstatt sonst üblichen 50% Die Zellen zeigen auch bei diesen hohen Anforderungen an das Material eine ausgezeichnete Stabilität Die Überladung der Zellen, die bei jedem Laden auftritt, wirkt sich nicht auf das System aus 13

14 Technik Start der Serienproduktion von Hochleistungs-, Hochenergiesowie Elektrofahrzeugzellen in 2005 Hochleistungsakkus mit über 350 Wh/l und ca. 140 Wh/kg (1C) und über 1000 W/kg (15C) Hochenergieakkus mit über 400 Wh/l und ca. 170 Wh/kg EVC (Elektrofahrzeugakkus) mit über 400 Wh/l und ca. 200 Wh/kg (ohne Batteriemanagement) 14

15 fortu PowerCell GmbH Albert-Nestler-Str. 24 (Technologiepark Karlsruhe) Karlsruhe Tel.: 0721 / Fax: 0721 / info@fortu.de Anfragen wg. Elektrotraktion an: m.borck@fortu.de 15