22 Jahre Batterieanpassung
Mar 10, 2020 Seitenansicht：808
Vor etwa zehn Jahren waren große Banken von Lithium-Ionen-Batterien noch weitgehend unbekannt. Es ist jetzt etwas schwierig, die Vielfalt der Anwendungen, für die sie verwendet werden, vollständig aufzulisten. Auf Schiffen zum Beispiel, auf denen diese Batterien damals nicht verwendet wurden, sehen wir jetzt Batteriebänke von etwa 1 bis 5 MWh. Es gibt autonome Unterwasserfahrzeuge, Busse und Mining Trucks, die mit einer Lithium-Ionen-Powerbank von bis zu 350 kWh betrieben werden können. Die größten Anwendungen dieser Lithium-Ionen-Batterien sind jedoch stationäre Anwendungen oder Maschinen.
Auf dem relativ neuen Markt für sehr große und bodengestützte Lithium-Ionen-Batterien können sie beispielsweise für die Rasur von Netzspitzen verwendet werden. Für solche Anwendungen ist das Gewicht nicht von größter Bedeutung, obwohl das Volumen eine Rolle spielen kann, ist es die Batterielebensdauer und nicht die Kosten, die am meisten zählen. Andere wichtige Dinge sind Zuverlässigkeit und Leistung. Zum Beispiel bedient Toshiba diesen Markt mit seinen Titandioxidanoden, die dem Lithium-Ionen-Zyklus eine gute Haltbarkeit verleihen. Zu den Anwendungen gehören auch Ausgleichs- und Notstromversorgungen für den Fall eines Netzausfalls.
Hat der Lithium-Ionen-Batteriepark eine große Leistung?
Die sehr kurze und direkte Antwort darauf lautet ja. Lithium-Ionen-Batterien haben nicht nur eine große Stromkapazität, sondern sind auch sehr sicher. Es gibt Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien mit einer Lebensdauer von bis zu 1 Million Meilen (entwickelt vom Team des Batterie- und energiespeicher-Technologiezentrums von Penn State - Best).
Bei den Batterien für Elektrofahrzeuge ist im Allgemeinen ein Kompromiss zwischen Sicherheit und Energiedichte erforderlich. Für Batterien mit einer hohen Energie- und Leistungsdichte wird ein solcher Batterietyp zum Bergauffahren oder zum Zusammenführen auf einer Autobahn benötigt. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Batterie unter schlechten Bedingungen Feuer fängt oder explodiert. Batterien mit geringer Energie- / Leistungsdichte weisen jedoch tendenziell ein hohes Sicherheitsproblem auf und sind sogar anfällig für schlechte Leistung. Es gibt also kein Material, das beides bequem kann. Aus diesem Grund wählen Batterietechniker Leistung vor Sicherheit.
Wie viel Strom kann ein Lithium-Ionen-Akku aufnehmen?
Einer der zahlreichen Gründe, warum Lithium-Ionen-Batterien beliebt sind, liegt darin, dass sie gegenüber ihren konkurrierenden Technologien einige sehr wichtige Vorteile haben:
Diese Batterien sind im Allgemeinen viel leichter als viele andere Arten von wiederaufladbaren Batterien, auch solche gleicher Größe. Die Batterien bestehen aus Elektroden aus leichtem Lithium und Kohlenstoff. Lithium ist auch ein sehr reaktives Element, was bedeutet, dass viel Energie in den Atombindungen des Elements gespeichert werden kann. Dies führt zu sehr hohen Energiedichten für Lithium-Ionen-Batterien. Auf diese Weise erhalten Sie einen Überblick über die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien. Die typische Lithium-Ionen-Batterie kann in 1 Kilogramm Batterie etwa 150 Wattstunden Strom speichern. NiMH-Batterien (Nickel-Metallhydrid) können etwa 100 Wattstunden pro Kilogramm speichern, obwohl es typischer ist, Batterien mit etwa 60 bis 70 Watt pro Stunde zu sehen.
Die Leistungskapazität einer Batterie gibt die Menge der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie an. Die Leistung wird am häufigsten in Wattstunden ausgedrückt (Wh ist das Symbol). Eine Wattstunde entspricht der von der Batterie gelieferten Spannung (V) multipliziert mit der Strommenge (Ampere), die die Batterie über einen bestimmten Zeitraum (normalerweise in Stunden) liefern kann. Spannung X Amp X Stunden = Wh.
Da die Spannung eines Batterietyps aufgrund seiner internen Chemie (ob alkalisch, Blei-Säure, Lithium usw.) im Allgemeinen fest ist, wird nur die gemessene Ampere-X-Stunde auf die Seite des Akkus gedruckt Batterie und ausgedrückt in mAh oder Ah (1000 mAh = 1 Ah).
Gibt es eine bessere Batterie als Lithium-Ionen?
Jeden Tag werden Smart Homes und Wearables immer beliebter, und wir können nicht genug von unseren Smartphones haben. Diese Geräte entwickeln sich weiter, sind jedoch aufgrund der benötigten Leistung immer noch begrenzt. In der Batterietechnologie wurden im Laufe der Jahrzehnte keine allzu großen Fortschritte erzielt, aber wir sind nicht dort, wo wir vor 20 Jahren waren. Und jetzt stehen wir vor einer Machtrevolution.
Visionäre von sauberer Energie sind seit langem der Überzeugung, dass unsere Welt eine bessere Batterie braucht, die dazu beitragen kann, Elektroautos an skeptische Verbraucher zu verkaufen und die Netze für erneuerbare Energien zu verwalten. Die Batterie, die wir in Zukunft verwenden werden (die Batterie der Zukunft), wird zumindest für das nächste Jahrzehnt sicherlich die Batterie der Vergangenheit sein.
Obwohl bescheiden, hat der Lithium-Ionen-Akku auf dem Markt einen solchen Vorteil erlangt, dass es für konkurrierende Technologien sehr schwierig sein wird, ihn einzuholen. Dieser Vorsprung und Vorteil wird erst noch deutlicher, wenn die vorgeschlagenen neuen Lithium-Ionen-Batteriefabriken im nächsten halben Jahrzehnt ihre Arbeit aufnehmen.
Batterien kommen aus Fabriken in China, den USA, Thailand und anderen Ländern, und diese werden die Preise für Lithium-Ionen-Batterien weiter senken. Denken Sie daran, dass der Preis für diese Batterien seit 2010 bereits um etwa 85% gesunken ist. Und die Milliarden, die für Fabriken ausgegeben werden, werden einen starken Anreiz für die Industrie schaffen, die Lithium-Ionen-Technologie weiter zu verbessern und dies schrittweise und nicht schrittweise zu tun in einen neuen Batterietyp gehen.
Es gibt viele Startups, aber ihr Fokus liegt jetzt auf der Aufrüstung und Verbesserung von Lithium-Ionen-Batterien und nicht darauf, direkt damit zu konkurrieren. Erik Terjesen, Senior Director für Lizenzen und Strategie bei Ionic Materials Inc, erklärt: "Wir erwarten nicht, dass Lithium-Ionen-Batterien gestört werden."
Es gab viele Alternativen, von Durchfluss- bis zu Schwungradbatterien, und es wird mehr geben, aber keine hat die Höhe oder den Standard von Lithium-Ionen-Batterien erreicht, und keine wurde als solche weit verbreitet verwendet. Und das liegt daran, dass sich Markt und Verbraucher mit Lithium-Ionen-Batterien wohler fühlen.
Aus Gründen der Flexibilität, des Preises und der Sicherheit werden häufig Lithium-Ionen-Batterien verwendet, und es gibt keine Anzeichen dafür, dass Lithium-Ionen-Batterien ihre Akzeptanz auf dem Markt verlangsamen.
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