NiCd-Batterie
Anode
Cadmiumelektrode
Entwicklungsziele
Nickelreiche Kathoden
Slizium basierte Anoden
bessere Seperatoren und Elektrolyten
Zelldesign CtP
Festkörperbatterien
Aufbau NiCd
Aufbau NiMH
Kathode
Nickelhydroxid
Elektrolyt
Kalilauge
Sauerstoffkreislauf + Anpassungen
aufgrund von Wasserelektrolyse:
Sauerstoff entsteht an der Anode und an der Kathode entsteht Wasserstoff
Bleisulfat ist aufgebraucht -> dann Wasserlektrolyse
-> Wasser muss nachfeüllt werde, wenn kein Sauerstoffkreislauf vorhanden
Rekombinationselektroden
Membran muss gasdurchlässig sein
Probleme
Memory-Effekt bedingt durch die Legierung von Ni und Cd, welche ein geringeres elektrochemisches Potential aufweist
Legierung bildet sich, wenn Cd nicht an den Reaktionen beim Laden/Entladen teilnimmt -> genug Zeit um mit Nickel zu reagieren
Kann korrigiert werden: tiefentladen und mit Nennstrom bei doppleter Ladezeit aufladen
Vorteile
zuverlässig, langlebig, robust
tiefentladefähig, lange standzeiten im tiiefneltadenen Zustand (PBSO4 fällt ab)
Schnellladung möglich (geht bei PB nicht, weil PBSO4 spröde wird und abfällt)
NiMH-Batterie
Metallhydrid
Spannung
1,2 V
Nachteile
Giftig, daher ein Rücknahmesystem notwendig
Vorteiel
Überladung begrenzt möglich (interner Suaerstoffkreislauf)
hohe spezifische Energie
tiefnetladefähig, lange Standzeiten im entladenen Zustand
Nachteiel
Kosten
Lebensdauer
Hochtemperaturbatterien
Hintergrund
Einsatz von Natrium und Lithium für mehr Leistung - aber man darf keine wässrigen elektrolyten verwenden -> daher kermaische Elektrolyten
keramisch aber nur gut, wenn hohe Temerpatur vorliegt
Aufbau
innen flüssges Natrium
dann becher aus festelektrolyt,
außen schwefel
Problem: Natrium hat hohe Anforderungen an die Produktionsumgebung
daher: Natrium-Nickelchlorid
geringe Leistung,
geringe Leistungsdichte
Betriebstemperatur
Zyklus
eine aufeinander folgende Ladung und Entladung
Zyklenlebensdauer:
Anzahl Zyklen, bis zu der die Batterie noch 80% ihrer Nennkapazität abgibt
Kalenderlebensdauer
gesamte Betriebszeit, einschließlich Pausen und Ladezeiten
Nennkapazität
die Kapazität, die mit dem Nennstrom IN ohne Schädigung der Batterie entladen wird CN=IN*t
Nennstrom:
mittlerer Entladestrom, für den die Batterie ausgelegt is
Ladefaktor:
Wirkungsgrad
Pb-Batterie
Blei
Bleioxid
Schwefelsäure
2,3 V
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