Elektro- und Hybridantriebe zählen zu den erfolgversprechendsten Antriebssystemen für Fahrzeuge, um die angestrebte Senkung des Ausstoßes an Kohlenstoffdioxid zu erreichen. Die derzeit bevorzugt verwendeten Nickel-Metallhydrid-Batterien werden zukünftigen Anwendungen jedoch nicht gerecht. Bessere Voraussetzungen hierfür bieten Lithium-Akkus. Lithiumakkus liefern eine Zellspannung von etwa 3,6 V und zeichnen sich dadurch aus, dass sie keinen Memoryeffekt aufweisen. Für einen breiten Einsatz müssen jedoch bessere Lösungen für Anode und Kathode gefunden werden. Zudem sind erhöhte Sicherheitsvorkehrungen zu beachten, um das explodieren der Akkus zu vermeiden. Zukünftige Entwicklungen zielen auf kostengünstige und leistungsfähige Interkalationsmaterialen für die Kathode. So werden heute teilweise Elektroden aus Lithium-Manganoxid oder Lithium-Nickel-Cobaltoxid verwendet, die höhere Spannungen und höhere Speicherdichten ermöglichen. Näher eingegangen wird dazu auf: (1) Graphit und Legierungen als Anodenmaterial sowie (2) Lithium-Kobalt-Oxid (Schichtstruktur), Lithium-Nickel-Aluminium-Oxid (Schichtstruktur), Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid (Schichtstruktur), Lithium-Mangan-Oxid (Spinellstruktur) und Lithium-Eisen-Phosphat (Olivin-Struktur) als Kathodenmaterial. Die Auswahl des richtigen Kathodenmaterials hat einen entscheidenden Einfluss nicht nur auf die elektrische Performance der Lithium-Ion-Zellen sondern auch auf die Sicherheit im Betrieb der Zellen.
Batterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
Batteries for hybrid and electric vehicles
Galvanotechnik ; 100 , 6 ; 1434-1438
2009
5 Seiten, 3 Bilder
Article (Journal)
German
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