Akkumulatoren - Umweltschutz Innovation in die Zukunft

MENÜ

Umweltschutz Innovation in die Zukunft

MENÜ
Direkt zum Seiteninhalt
Energie
Akkumulatoren
Der erste Akkumulator, auch bekannt als Voltaische Säule, wurde im Jahr 1799-1800 von Alessandro Volta erfunden. Akkumulatoren, auch bekannt als wiederaufladbare Batterien, sind eine wegweisende Technologie, die es uns ermöglicht, elektrische Energie effizient zu speichern und bei Bedarf wieder abzurufen.

Im weiteren Verlauf findest du eine breite Auswahl an verschiedenen Bauarten von Akkumulatoren, zusammen mit ihren jeweiligen Spezifikationen. Angesichts der enormen Bedeutung werden kontinuierlich neue Bauarten entwickelt, weshalb diese Liste lediglich einen Ausschnitt darstellt.
Welche Typen von Akkumulatoren gibt es?
(Herausgabe: 09/2014)
- Nickel-Eisen (NiFe)
(Herausgabe: 09/2014)
- Nickel-Zink (NiZn)
(Herausgabe: 09/2014)
- Blei (Pb)
(Herausgabe: 09/2014)
(Herausgabe: 09/2014)
- Lithium-Ion (LI-Ion)
(Herausgabe: 09/2014)
- Lithium-Ion-Polymer (Li-Ion-Poly)
(Herausgabe: 09/2014)
(Herausgabe: 09/2014)
(Herausgabe: 09/2014)
(Herausgabe: 09/2014)
- Lithium-Titanat-Oxid (Li4Ti5O12, LPO)(Herausgabe: 04/2022)
(Herausgabe: 04/2019)
- Sodium-Nickel-Chloride (Na-NiCl2, ZEBRA)
(herausgabe: 04/2022)
- Zink-Luft (ZnO)

- Graphen-Aluminium-Ionen
- Redox-Flow (RFB)
(Herausgabe: 05/2015)
- Iron-Salt (ISB)
(Herausgabe: 11/2021)
(Herausgabe: 09/2014)
(Herausgabe: 05/2015)
Nickel-Cadmium Akku
nominelle Zellspannung 1,2 V
Entladeschlussspannung 0,9 V
Ladeschlussspannung 1,8 V
Energiedichte 70 Wh/kg
Ladezyklen ca. 500

NiCd Nachteile:
- niedrige Energiedichte
- hoher Memory-Effekt (Selbstentladung,
  ca. 15 - 20% pro Monat)
NiCd Vorteile:
- höhere Toleranz bei Tiefentladung oder Überladung
  gegenüber Nickel Metallhydrid Akku.
- gute Einsatzfähigkeit bei tiefen Umgebungstemperaturen
Nickel-Eisen Akku
nominelle Zellspannung  1,3 V
Entladeschlussspannung  0,5 V
Ladeschlussspannung  1,6 V
Energiedichte  50 Wh/kg
Ladezyklen ca. 1.200

NiFe Nachteile:
- geringe Energiedichte
- sehr schlechtes Preis/Leistungsverhältnis
- sehr schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen
  Umgebungstemperaturen < -10°C
- hoher Memory-Effekt (Selbstentladung,
  ca. 10 - 40% pro Monat)
NiFe Vorteile:
- lange Lebensdauer (> 25 Jahre)
- unempfindlich gegen Überladung/Tiefentladung
- keine Knallgasbildung
- große Kapazitäten im Handel erhältlich (1000 Ah)
- niedrige Wartungskosten
Nickel Zink Akku
nominelle Zellspannung  1,6 V
Entladeschlussspannung  1,2 V
Ladeschlussspannung   1,9 V
Energiedichte  70 Wh/kg
Ladezyklen ca. 300

NiZn Nachteile:
- kann nicht mit NiCd oder NiMH Ladegeräte geladen werden
- geringe Ladezyklen
- schlechtes Preis/Leistungsverhältnis
NiZn Vorteile:
- hohe nominelle Zellenspannung
- geringe Selbstentladung
- hohe Leistungsabgabe bei niedrigen Umgebungstemperaturen
- kurzzeitig höhere Lade- und Entladeströme möglich
Bleiakku
nominelle Zellspannung 2,0 V
Entladeschlussspannung 1,8 V
Ladeschlussspannung 2,4 V
Energiedichte 40 Wh/kg
Ladezyklen ca. 300
Pb Nachteile:
- geringe Energiedichte
- geringe Lebensdauer von bis zu 4 Jahren
- Zerstörung der Zellen bie Tiefentladung
- durch das Blei ist der Akku relativ schwer
- schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen
  Umgebungstemperaturen
- hoher Memory-Effekt (Selbstentladung, ca. 30% pro Monat)
Pb Vorteile:
- kurzzeitig hohe Entladeströme möglich
- gutes Preis/Leistungsverhältnis
- geringer Memory-Effekt (Selbstentladung)
Nickel Metallhydrid Akku
nominelle Zellspannung 1,2 V
Entladeschlussspannung 0,9 V
Ladeschlussspannung 1,8 V
Energiedichte 90 Wh/kg
Ladezyklen ca. 500
NiMH Nachteile:
- hoher Memory-Effekt (Selbstentladung,
  ca. 15 - 100% pro Monat)
- schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen
  Umgebungstemperaturen
NiMH Vorteile:
- hochstromfähig
Lithium Ion Akku
nominelle Zellspannung 3,7 V
Entladeschlussspannung 3,0 V
Ladeschlussspannung 4,2 V
Energiedichte 160 Wh/kg
Ladezyklen ca. 500

LI-Ion Nachteile:
- Batterie Management System nortwendig (BMS)
- Zerstörung der Zellen bei Tief- und Überladung
- sehr schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen < +5°C oder
  hohen > +35°C Umgebungstemperaturen
- hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
LI-Ion Vorteile:
- sehr geringer Memory-Effekt (Selbstentladun < 1% pro Jahr)
- hohe Energiedichte
- keine Wartung
Lithium-Ion-Polymer
nominelle Zellspannung  3,7V
Entladeschlussspannung  3 V
Ladeschlussspannung  4,2 V
Energiedichte 180 Wh/kg
Ladezyklen ca. 600
Li-Ion-Poly Nachteile:
- empfindlich bei Tief- und Überladung
- defekter Akku kann Brand auslösen (z.B. hohe Entladestöme)
- sehr schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen < 0°C oder
  hohen > +60°C Umgebungstemperaturen
Li-Ion-Poly Vorteile:
- geringes Gewicht
- gutes Preis/Leistungsverhältnis
- kleineres Risiko gegen auslaufende Elektrolyte
- geringer Memory-Effekt (Selbstentladun < 5% pro Monat)
- schnellladefähig
Lithium-Mangan
nominelle Zellspannung  3,7 V
Entladeschlussspannung  2,8 V
Ladeschlussspannung  4,2 V
Energiedichte 120 Wh/kg
Ladezyklen ca. 500
LiMA Nachteile:
- hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
- geringer Energiedichte als bei Lithium-Ion Akku
- niedrigere Ladezyklen als bei Lithium-Ion Akku
- Batterie Management System nortwendig (BMS)
- sehr schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen < +5°C oder
  hohen > +35°C Umgebungstemperaturen
LiMA Vorteile:
- hochstromfest
- geringes Gewicht als LiFePO4
- kleine Brand- und Explosionsgefahr bei defekt
- geringer Memory-Effekt (Selbstentladun 1 - 2% pro Jahr)
- schnellladefähig
Lithium-Eisen-Phosphat
nominelle Zellspannung 3,2 V
Entladeschlussspannung 2,5 V
Ladeschlussspannung 3,6 V
Energiedichte 90 Wh/kg
Ladezyklen ca. 2.000
LiFePO4 Nachteile:
- geringer Energiedichte als bei Lithium-Ion Akku
- niedrigere Ladezyklen als bei Lithium-Ion Akku
- Batterie Management System nortwendig (BMS)
- sehr schlechte Leistungsabgabe bei niedrigen < +5°C oder
  hohen > +35°C Umgebungstemperaturen
LiFePO4 Vorteile:
- sehr dünne Bauform möglich
- geringes Gewicht
- kleineres Risiko gegen auslaufende Elektrolyte
- geringer Memory-Effekt (Selbstentladun 1 - 2% pro Jahr)
- weiter Umgebungstemperaturbereich bei Ladung und Betrieb
  (-15°C bis +60°C)
- schnellladefähig
Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat
nominelle Zellspannung  3,2 V
Entladeschlussspannung 2,5 V
Ladeschlussspannung  4,2 V
Energiedichte  96 Wh/kg
Ladezyklen ca. 3.000
LiFeYPO4 Nachteile:
- sehr hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
- Batterie Management System nortwendig (BMS)
- Zerstörung der Zellen bei Tief- und Überladung
LiFeYPO4 Vorteile:
- sehr geringer Memory-Effekt (Selbstentladun 1% pro Jahr)
- geringes Gewicht
- schnellladefähig
LPO Nachteile:
- sehr hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
- geringe energiedichte
- Batterie Management System nortwendig (BMS)
- Zerstörung der Zellen bei Tief- und Überladung
Lithium-Titanat-Oxid (LTO)
nominelle Zellspannung  2,3 V
Entladeschlussspannung 1,5 V
Ladeschlussspannung  2,9 V
Energiedichte 68 Wh/kg
Ladezyklen ca. 16.000 (1C)
LPO Vorteile:
- sehr geringer Memory-Effekt
- hochstromfähig Laden 6C, Entladen 15C
- geringes Gewicht
- schnellladefähig
- lange Lebensdauer > 20 Jahren
- sehr hohe Ladezyklen 16.000
- Temperaturbeständig -40 bis +60 °C
- keine Brandgefahr
Vanadium-Redox-Flow
nominelle Zellspannung  1,0 - 2,2 V
Energiedichte  15 - 25 Wh/kg (Vanadium-Bromid-Redox-Flow 25 - 50 Wh/kg)
Ladezyklen ca. 10.000

RFB Vorteile:
- kein Memory-Effekt
- Energie und Leistung sind unabhängig voneinander skalierbar
- lange Lebensdauer > 15 Jahren
- Wirkungsgrad > 80%
- keine Brandgefahr
RFB Nachteile:
- sehr hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
- niedrige Energiedichte
- wenige Hersteller
- erschwerte Montage & Aufstellung
Iron-Salt (Redox-Flow)
nominelle Zellspannung  ?
Energiedichte  25- 30 Wh/kg
Ladezyklen ca. 10.000

ISB Vorteile:
- kein Memory-Effekt
- Energie und Leistung sind unabhängig voneinander skalierbar
- lange Lebensdauer > 15 Jahren
- Wirkungsgrad bis zu 78%
- Temperaturbeständig -10 bis + 60 °C
- keine Brandgefahr
- geringere Produktionskosten
ISB Nachteile:
- Anschaffungskosten ??? (€/kWh)
- niedrige Energiedichte
- ein Hersteller (VoltStorage GmbH)
Natrium-Schwefel
nominelle Zellspannung  2,1 V
Entladeschlussspannung 1,5 V
Ladeschlussspannung ?
Energiedichte 100 - 120 Wh/kg
Ladezyklen ?

NaSA Vorteile:
- sehr geringe Reaktionszeit wenn auf Betriebstemperatur
- energetischer Wirkungsgrad 75 - 85 Prozent
- Lebensdauer mehr als 15 Jahre
Sodium-Nickel-Chloride
nominelle Zellspannung  2,67 V
Entladeschlussspannung 1,5 V
Ladeschlussspannung  2,85 V
Energiedichte 100 - 120 Wh/kg
Ladezyklen 4.500
Na-NiCl2 Vorteile:
- sehr geringe Reaktionszeit wenn auf Betriebstemperatur
- energetischer Wirkungsgrad 85 - 95 Prozent
- Lebensdauer mehr als 15 Jahre
- Temperaturbeständig -40°C
- Überlade- und Tiefentladetoleranz
NaSA Nachteile:
- hohe Betriebstempertur (300 - 350°C)
- niedrige Energiedichte
- hochkorrosive Natriumpolysulfide
- hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
Na-NiCl2 Nachteile:
- hohe Betriebstempertur (300 - 350°C)
- Heizbetrieb ca. 90W wenn 4 Stunden nicht in Betrieb notwendig
- nach Lagerung Betriebstemperatur in ca. 15 Stunden
- niedrige Energiedichte
- hochkorrosive Natriumpolysulfide
- hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
Zink-Luft
nominelle Zellspannung  1,65 V
Entladeschlussspannung 1,16 V
Ladeschlussspannung  ?
Energiedichte ?
Ladezyklen 600
Graphen-Aluminium-Ionen
nominelle Zellspannung  ?
Entladeschlussspannung ?
Ladeschlussspannung  ?
Energiedichte 150 - 160 Wh/kg
Ladezyklen ?
Kolibri Alpha Polymer
nominelle Zellspannung  80 V
Entladeschlussspannung 72 V
Ladeschlussspannung  88 V
Energiedichte  200 Wh/kg
Ladezyklen ca. 5.000 (auch bei 1% Mikrozyklen)

Nachteile:
- sehr hohe Anschaffungskosten (€/kWh)
Vorteile:
- sehr geringer Memory-Effekt (Selbstentladun <4% pro Jahr)
- weiter Umgebungstemperaturbereich bei Ladung und Betrieb
  (-20°C bis +60°C)
- Luftfeuchtigkeit von bis zu 90% (nicht kondensierend)
- unempfindlich gegen Tiefentladung 97% der Nennkapazität
  steht zur Entladung
- Brand- und Explosionsfrei (hohe Leistungsdaten, bei
  exremem Klima und Luftdruck etc.)
- geringes Gewicht
- schnellladefähig
- wartungsfrei
- voll recyclingfähig
Natrium-Ionen
nominelle Zellspannung  48 V
Entladeschlussspannung 30 V
Ladeschlussspannung  abhängig von Temperatur und Strom
Energiedichte  12 - 24 Wh/kg
Ladezyklen > 3.000

Nachteile:
- es gibt noch wenig Erfahrungswerte (kommerzieller
  Start 2014)
- Umgebungstemperaturbereich (-5°C bis + 40°C)
Vorteile:
- geringe Anschaffungskosten (€/kWh)
- geringer Memory-Effekt (nach 3.000 Zyklen ca. 20%)
- Brand- und Explosionsfrei
- nicht korrosiv
- wartungsfrei
- keine gefährlichen oder giftigen Stoffe enthalten
- Entladetiefe 100%
- Wirkungsgrad > 85%
- es wird kein aktives Batteriemanagementsystem benötigt
Zurück zum Seiteninhalt