Diskussion über Lithium-Ionen-Autobatterien

Gibt es eine bessere Batterie als Lithium-Ionen für ein Auto?

Festkörperbatterien

Dies ist eine Art Batterietechnologie, bei der sowohl feste Elektroden als auch ein fester Elektrolyt verwendet werden, verglichen mit den flüssigen oder Polymergelelektrolyten, die in Lithium-Ionen-Batteriepacks vorhanden sind. Die Technologie der Batterie befasst sich mit der Kombination einer Kathode mit hoher Kapazität mit einer Anode auf Lithiummetallbasis mit hoher Kapazität unter Verwendung eines Separators mit extrem hoher Leitfähigkeit, der ebenfalls fest ist.

Alle in der chemischen Zusammensetzung dieser Batteriepacks enthaltenen Materialien sind im Allgemeinen fest, wodurch sie im Gegensatz zu ihren flüssigen Gegenstücken in den traditionellen Lithiumsystemen weniger flüchtig und unwahrscheinlich entflammbar sind.

Bei der Herstellung von Festkörperbatterien enthaltene Materialien sind auch Oxide, Phosphate, Sulfide und feste Polymere. Einige der potenziellen Vorteile, die sie zu einer bevorzugten Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen machen, sind:

• Schnellere Ladezeit im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien

• Längere Lebensspanne

• Ein besseres kompaktes Design

• Höhere Energiekapazitäten

Viele Hersteller von Elektrofahrzeugen haben Interesse an der Entwicklung von Festkörperbatterietechnologien wie Toyota, Hyundai und sogar Honda gemeldet. Elektroautos benötigen hohe Energiedichten für Spitzenleistungen, da sie für eine konstante und dennoch hohe Stromversorgung vollständig auf die Batterie angewiesen sind. Aus diesem Grund wird die Festkörperbatterie als bessere Alternative zur Perfektionierung der Leistung der EV-Technologie für die Zukunft ins Rampenlicht gerückt.

NiMH-Batterien

Nickel-Metallhydrid-Batterien, auch als Ni-MH abgekürzt, sind ein Standardtyp der wiederaufladbaren Batterietechnologie. Es sollte jedoch nicht mit der typischen Nickel-Wasserstoff-Batterie verwechselt werden. Dieser Zelltyp eignet sich für Geräte oder Maschinen, die für ihre häufige Verwendung zusammen große Energiemengen benötigen. Sie werden derzeit in Gas-Elektro-Hybridfahrzeugen eingesetzt, und es werden Anstrengungen unternommen, um diese Batterietechnologie zu untersuchen, um herauszufinden, ob ihre Eigenschaften auch für die Herstellung von Elektroautos geeignet sind.

Das Hauptziel dieses akkus im Moment wäre es, seine Kosten zu senken und gleichzeitig die Energiedichte zu erhöhen.

NiMH-Batterien haben eine Energiedichte von 1 Kilowattstunde. Damit sie als Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien in der EV-Technologie gelten, müssen die Energiedichten auf etwa 30 bis 50 Kilowattstunden erhöht werden. Ein empfohlener Weg, dies zu tun, wäre die Entwicklung von Metallhydridlegierungen unter Verwendung kostengünstiger Metalle, die in die NiMH-akkus eingebaut würden. Dies macht die Zellen letztendlich billiger und erhöht gleichzeitig ihre Effizienz und Leistung. Zu den Vorteilen von NiMH-Batterien, die sie zu einer geeigneten Technologie für den Einsatz in Elektrofahrzeugen machen, gehören:

• Die Energiedichte kann entweder positiv in eine Verringerung des von der Batterie eingenommenen Raums oder in Langzeitperioden übersetzt werden.

• Beständigkeit gegen extreme Temperaturschwankungen im Gegensatz zu anderen Primärbatterietypen mit Messwerten von bis zu -20 ° C.

• Die Verringerung der Einschränkungen bei der Herstellung, Verwendung und Entsorgung von Batterien aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Toxizität von Cadmium.

Für eine Elektroautobatterie hat Lithium-Ionen jedoch einen Hauptvorteil gegenüber NiMH, da es leichter als andere Primärzellen ist. Diese Tatsache bedeutet nicht unbedingt, dass NiMH keine würdige Alternative zu Lithium-Ionen für die Verwendung in der Autobatterie sein kann. Die Hersteller müssen einige Anpassungen vornehmen, die es auf lange Sicht zu einem würdigen Gegner machen würden.

Zink Luftbatterien

Viele Menschen sind sich dieser Art von Batterietechnologie und der Auswirkungen auf ihre verschiedenen Anwendungen möglicherweise nicht bewusst. Zink-Luft-Batterien sind nicht wiederaufladbare Batterietypen mit mechanisch wiederaufladbaren Brennstoffzellen. Es handelt sich im Allgemeinen um Metall-Luft-Batterien, die durch Oxidation von Zink unter Verwendung von Luftsauerstoff angetrieben werden.

Es mag verwirrend erscheinen, aber sobald eine Person das Grundkonzept der Funktionsweise dieser Zellen erhalten hat, kann sie die Vorteile der Verwendung dieser Zellen für die EV-Technologie erkennen. Zink-Luft-Batterien zeichnen sich durch ihre hohe Energiedichte aus und sind typischerweise in hochwertigen Anwendungen wie Hörgeräten zu finden. Ja, Hörgeräte nutzen in der Regel die Eigenschaften dieser Batterietechnologie für ihre Funktionalität.

Die Tatsache, dass sie aus einigen der häufigsten Materialien der Welt hergestellt werden, macht sie zu einer verlockenden Alternative zu Lithium-Ionen in Batterien für Elektroautos. Bei der Entladung bildet eine Menge Zinkpartikel eine poröse Anode, die dann mit einem Elektrolyten gesättigt wird.

In der Luft vorhandener Sauerstoff reagiert mit der Kathode unter Bildung von Hydroxylionen, die sich an der Anode zur Zinkpaste bewegen, um Zinkat zu erzeugen. Das Zinkat zerfällt dann in Zinkoxid und Wasser kehrt zum Elektrolyten zurück, wodurch es recycelt wird. Die Theorie kann besser verstanden werden, wenn man bedenkt, dass die Zink-Luft-Batterien Sauerstoff einatmen und nach einigen chemischen Reaktionen Zinkoxid gebildet wird und mehr Zink erzeugt wird, wodurch die Energiedichte der Batterie erhöht und gleichzeitig ihr Gewicht verringert wird.

Der einzige Faktor, der die massiven Anwendungen dieser Batterietechnologie einschränkt, ist, dass sie nicht wiederaufladbar ist, und wir alle wissen, dass EV-Batterien hohe Ladezyklen benötigen, um das Fahrzeug über längere Strecken halten zu können. Es wird jedoch geforscht, wie diese Batterien wiederaufladbar gemacht werden können, und es scheint gute Fortschritte zu erzielen. Es wurden Versionen entwickelt, bei denen sich die Zinkanode regeneriert, während Sauerstoff wieder in die Atmosphäre freigesetzt wird, um der Wiederaufladungsbeschränkung besser entgegenzuwirken. Mit mehr Zeit für die Verbesserung dieser Batterietechnologie scheint die Zukunft einen offenen Raum für ihre Anwendung in Elektrofahrzeugen zu bieten.

Gibt es genug Lithium für Autobatterien?

Lithium wird für seinen Beitrag zur Aufrechterhaltung der Entwicklung von Elektrofahrzeugen seit seiner Erfindung bis heute hoch geschätzt. Es wurden jedoch Bedenken geäußert, ob genügend Lithium für weitere Fortschritte im Elektroauto vorhanden ist oder nicht.

Vor einigen Jahren stiegen aus Angst vor Lithiumknappheit die Preise für das Metall in die Höhe. Dies wurde durch einen Anstieg des Marktes für Elektroautos verursacht, die plötzlich mit anderen Geräten wie Laptops und Smartphones um die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien konkurrierten. Die Nachfrage nach dem Metall wird sich jedoch nicht so schnell verringern, und es wird auch nicht erwartet, dass die Lithiumvorkommen für eine Weile zerbrechen. Die Wahrheit ist, dass es genug Lithium gibt, um die wachsende Nachfrage nach Metall zu befriedigen, so dass der Aspekt des Recyclings weniger notwendig wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Zellen einfach weggeworfen werden sollten, sondern dass andere Materialien wie Kobalt und Kupfer für andere wirtschaftliche Zwecke recycelt werden können.

Wie lange halten Lithium-Ionen-Autobatterien?

In der Regel wird erwartet, dass jede Autobatterie den Benutzer lange hält, genug, um eine Laufleistung von etwa 160000 km zu erreichen. Dies kann mindestens 8 bis 10 Jahre dauern, ebenso wie die erwartete Lebensdauer einer Autobatterie. Auch Lithium-Ionen-Batterien sind im Forum keine Ausnahme. Es wird erwartet, dass die Batterietechnologie den Benutzer in Abhängigkeit von seiner Nutzungsrate und anderen äußeren Bedingungen oder Faktoren, die sie beeinflussen, ungefähr dieselbe Nutzungsdauer benötigt.