Akkumulatoren TU Berlin - Projektlabor SoSe 2013 Georg Lienke 6. Mai 2013 1 Georg Lienke Akkumulatoren
Inhaltsverzeichnis 1 2 Lade- und Entladekurven LiIon Lade- und Entladekurven NiMH Unterschiede von NiMH- und LiIon-Akkumulatoren 3 CNH-400C/1P (fey Elektronik) 4 Alternativen Quellen 2 Georg Lienke Akkumulatoren
Universelle Charakteristika von Akkumulatoren Aufbau einer Batterien (Bild zeigt Primärbatterie. Aufbau Sekundärbatterie vergleichbar.) Energiespeicher (El. Energie Ladung chem. Energie) 3 Georg Lienke Akkumulatoren
Universelle Charakteristika von Akkumulatoren Aufbau einer Batterien (Bild zeigt Primärbatterie. Aufbau Sekundärbatterie vergleichbar.) Energiespeicher (El. Energie Ladung chem. Energie) 3 Georg Lienke Akkumulatoren
Universelle Charakteristika von Akkumulatoren Aufbau einer Batterien (Bild zeigt Primärbatterie. Aufbau Sekundärbatterie vergleichbar.) Energiespeicher (El. Energie Ladung chem. Energie) Reversible Generatoren 3 Georg Lienke Akkumulatoren
Universelle Charakteristika von Akkumulatoren Aufbau einer Batterien (Bild zeigt Primärbatterie. Aufbau Sekundärbatterie vergleichbar.) Energiespeicher (El. Energie Ladung chem. Energie) Reversible Generatoren 3 Georg Lienke Akkumulatoren
Allgemeine Redoxreaktion a Ox + ne Reduktion b Red am Beispiel der NiMH 4 Georg Lienke Akkumulatoren
Allgemeine Redoxreaktion a Ox + ne Reduktion b Red am Beispiel der NiMH 1 Reaktion an der positiven Elektrode NiOOH + H 2 O + e Entladung Ni(OH) 2 + OH 4 Georg Lienke Akkumulatoren
Allgemeine Redoxreaktion a Ox + ne Reduktion b Red am Beispiel der NiMH 1 Reaktion an der positiven Elektrode NiOOH + H 2 O + e Entladung Ni(OH) 2 + OH 2 Reaktion an der negativen Elektrode MH ab + OH Entladung M + H 2 O + e 4 Georg Lienke Akkumulatoren
Allgemeine Redoxreaktion a Ox + ne Reduktion b Red am Beispiel der NiMH 1 Reaktion an der positiven Elektrode NiOOH + H 2 O + e Entladung Ni(OH) 2 + OH 2 Reaktion an der negativen Elektrode MH ab + OH Entladung M + H 2 O + e 3 Gesamtreaktion NiOOH + MH ab Entladung Ni(OH) 2 + M 4 Georg Lienke Akkumulatoren
Allgemeine Redoxreaktion a Ox + ne Reduktion b Red am Beispiel der NiMH 1 Reaktion an der positiven Elektrode NiOOH + H 2 O + e Entladung Ni(OH) 2 + OH 2 Reaktion an der negativen Elektrode MH ab + OH Entladung M + H 2 O + e 3 Gesamtreaktion NiOOH + MH ab Entladung Ni(OH) 2 + M 4 Georg Lienke Akkumulatoren
Zelltypen wässrige Elektrolyte PB (PbSO 4 ), NiCd (KOH), NiMH (KOH) Mittlere bis Hohe Sicherheit: Volumenänderung der Zelle bei Überladung nichtwässrige Elektrolyte Hochtemperatursysteme (Na-basiert), Li-org. Flüssigelektrolyt (z.b. Li x MoO 2 in LiPF 6 ), Li-Polymer Hohe Sicherheit: Seperator notwendig 5 Georg Lienke Akkumulatoren
ausgewählter Zelltypen Abbildung : verschiedener Zelltypen 6 Georg Lienke Akkumulatoren
Lade- und Entladekurven LiIon Lade- und Entladekurven LiIon Lade- und Entladekurven NiMH Unterschiede von NiMH- und LiIon-Akkumulatoren Abbildung : Ladeverlauf eines LiIon-Akkus Abbildung : Entladekurve eines LiIon-Akkus 7 Georg Lienke Akkumulatoren
Lade- und Entladekurven NiMH Lade- und Entladekurven LiIon Lade- und Entladekurven NiMH Unterschiede von NiMH- und LiIon-Akkumulatoren Abbildung : Lade- und Entladeverlauf eine NiMH-Akkus 8 Georg Lienke Akkumulatoren
Lade- und Entladekurven LiIon Lade- und Entladekurven NiMH Unterschiede von NiMH- und LiIon-Akkumulatoren Vor- und Nachteile der beiden Akkutypen Akkutyp Vorteile Nachteile NiMH Temperaturkriterium Memory-Eekt LiIon Ladungsdichte Explosionsgefahr 9 Georg Lienke Akkumulatoren
Lade- und Entladecharakteristika CNH-400C/1P (fey Elektronik) Abbildung : Spannungsverlauf in Abhängigkeit von der eingeladenen Kapazität. Dargestellt sind zwei verschiedene Ladeströme [400 ma (0.1 C) und 2000 ma (0.5 C)] Abbildung : Zeitlicher Spannungsverlauf bei Entladung mit 4000 ma (1 C) 10 Georg Lienke Akkumulatoren
Spezikationen CNH-400C/1P (fey Elektronik) Abbildung : Spezikationen des ausgewählten NiMH-Akkus. 11 Georg Lienke Akkumulatoren
Abschaltkriterien CNH-400C/1P (fey Elektronik) Abbildung : Verschiedene Kriterien des Ladeendes von NiMH-Akkus 12 Georg Lienke Akkumulatoren
Oder doch anders? Alternativen Quellen Abbildung : Die alternative Batterie 13 Georg Lienke Akkumulatoren
Quellen I Alternativen Quellen U. Tietze Ch. Schenk. Halbleiterschaltungstechnik. Springer Verlag, 12. edition, 2002. Sylvie Genies Christian Glaize. Lead and Nickel Electrochemical Batteries. Wiley, 2012. Heinz-Albert Kiehne et.al. Batterien Grundlagen und Theorie, aktueller technischer Stand und Entwicklungstendenzen. Expert Verlag, 5. edition, 2003. Heinz-Albert Kiehne et.al. Gerätebatterien Grundlagen und Theorie aktueller technischer Stand und Entwicklungstendenzen. Expert Verlag, 3. edition, 2003. fey elektronik Batterie-und Ladetechnik. Datenblatt CNH-400C/1P. Technical report, fey elektronik, 2013. http://greenissimo.digital dictators.de/. Der zitronen akku, May 2013. http://www.itwissen.info/bilder/aufbau-einer batterie.png. Aufbau einer batterie, May 2013. 14 Georg Lienke Akkumulatoren
Quellen II Alternativen Quellen S.A. Hackney K.E. Aifantis and R.V. Kumar. High Energy Density Lithium Batteries. Wiley-VCH Verlag, 2010. Jürgen O. Besenhard Martin Winter. Wiederauadbare Batterien, Teil I. Chemie in unserer Zeit, 5:252266, 33. Jg. 1999. Jürgen O. Besenhard Martin Winter. Wiederauadbare Batterien, Teil II. Chemie in unserer Zeit, 6:230332, 33. Jg. 1999. Lucien F. Trueb Paul Rüetschi. Batterien und Akkumulatoren. Springer-Verlag, 1998. René Straÿnick. Ladezustandsbestimmung und Batteriemanagement für verschlossene Bleiakkumulatoren in Elektrostraÿenfahrzeugen. PhD thesis, Technische Universität Berlin, 2005. Andreas Jossen Wolfgang Weydanz. Moderne Akkumulatoren richtig einsetzen. Reichardt Verlag, 2006. 15 Georg Lienke Akkumulatoren
Danksagung Alternativen Quellen Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit! 16 Georg Lienke Akkumulatoren