LION Smart GmbH - FAQ - Lithium-Ionen Batterie - Forschung und Entwicklung

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wer hat die Lithium-Ionen Batterie erfunden?

Die Vorzüge von Lithium als Elektrodenmaterial waren schon sehr früh bekannt und bereits 1938 gab es eine Lithium-Schwefeldioxid-Batterie bzw. 1969 eine Lithium-Thinolychlorid-Batterie, jeweils als Primärsysteme. Wichtige Pionierarbeit zur Weiterentwicklung der Lithiumbatterie erfolgte im Jahre 1912 von G. N. Lewis. Jedoch dauerte es bis Anfang 1970, um die ersten - nicht aufladbaren - Lithiumbatterien im Handel verfügbar zu machen.

Die Entwicklung der wiederaufladbaren Lithium-Batterien wurde Ende der 70er Jahre mit der Entdeckung möglich, dass eine Reihe von Oxiden bei sehr geringen Volumenänderungen Lithium-Ionen in ihr Schichtgitter einlagern, ohne das eine vollständige chemische Bindung ausgebildet wird. Anstrengungen zur Kommerzialisierung wiederaufladbarer Batterien oder Akkus folgten in den Jahren nach 1980, was aber aufgrund der Sicherheitsprobleme mit der latenten Explosionsgefahr zunächst erfolglos blieb. Der erste Lithium-Ionen-Akkumulator wurde nach 1990 durch die Firma Sony auf den Markt gebracht.

Welche durchschnittliche Reichweite hat ein Automobil mit Lithium-Ionen Batterien?

Nach aktuellem Stand der Technik reicht eine Batterie für ein Elektrofahrzeug ca. 150-250 km Fahrleistung, je nach Auslegung des Fahrzeugs und des Energiespeichers. Fahrzeuge mit extrem großen Batteriepaketen erzielen unter Umständen auch Reichweiten >250 km. Danach muss die Batterie in der Regel für 2-3 Stunden am Stromnetz neu aufgeladen werden. Andere Konzepte sehen eine austauschbare Batterie vor, so dass sich Elektrofahrzeuge auch für längere Fahrstrecken eignen. Andere Konzepte wie Plugin-Hybridfahrzeuge erzielen rein elektrische Reichweiten von 40 bis 100 km. Hier lädt bei längeren Fahrstrecken ein Verbrennungsmotor mit Generator die Batterie nach.

Wann wird es eine Batterie mit einer Fahrtleistung von mehr als 500 km geben?

Die Forschung arbeitet intensiv an der Effizienz der Batterien. Derzeit befinden sich Batterien in der Entwicklung, welche eine Reichweite von mehr als 500 km erlauben. Diese sind aber noch sehr teuer und derzeit noch nicht für den Serieneinsatz geeignet. In wenigen Jahren ist es realistisch, serientaugliche Batterien dieses Leistungsstandards zu produzieren.

Warum sind Lithium-Ionen Batterien besser als die bisherigen Nickel-Metall Hydrid Batterien in Hybrid Autos?

Lithium-Ionen Batterien weisen eine höhere Energiedichte und Leistungsdichte als die bisherigen Nickel-Metall Hydrid Batterien auf. Andere Parameter wie eine bessere Zyklenfestigkeit und Schnellladefähigkeit, sowie der fehlende Memory-Effekt, machen den Einsatz der Lithium-Systeme in Fahrzeugen und Powertools zunehmend interessanter.

Was ist das erfolgreichste Hybrid Modell bisher?

Der Toyota Prius. In den USA und dort vorzugsweise in Kalifornien verkaufte Toyota dieses Modell sehr häufig. Weltweit belief sich der Absatz dieses Autos auf über eine Million Stück.

Ab welchem Jahr kommt die Automobilität ohne Öl aus?

Bis dahin wird es sicherlich noch einige Jahrzehnte dauern, viele Experten rechnen mit einer dramatischen Umstellung in den nächsten 20 - 25 Jahren. Letzten Endes ist Öl ein endlicher Rohstoff, welcher bei weiter steigendem Verbrauch spätestens gegen Ende des 21. Jahrhunderts aufgebraucht sein wird. Die Automobilität wird also lernen müssen Alternativen zu finden.

Wie stark würden die CO2-Emissionen reduziert werden wenn alle Autos auf der Welt elektrisch wären?

Aktuell fahren ca. 700 Millionen Autos auf der Welt, die jährlich ca. 2.8 Milliarden Tonnen Kohlendioxid (CO2) produzieren. Würden alle Fahrzeuge elektrisch betrieben werden, würde sich selbst beim heutigen Strommix auf der Welt der Kohlendioxid Ausstoß durch Fahrzeuge mehr als halbieren. Durch den zunehmenden Einsatz von regenerativen Energiequellen zur Stromerzeugung lässt sich dieser Wert weiter reduzieren. Langfristig muss für eine zunehmende Stromerzeugung aus regenerativen Quellen eine immer größere Speicherkapazität für die Elektrizität vorgehalten werden. Fahrzeuge mit Batterien bieten sich hierfür in idealer Weise an.

Wie hoch sind die Kosten pro Kilometer bei elektrischen Autos im Vergleich zu herkömmlichen Benzinern?

Die Kosten der Batterie beeinflussen die Kosten pro Kilometer. Je mehr Batterien produziert werden, desto günstiger werden diese. Sobald also die ersten Autos auf dem Massenmarkt angeboten werden, ist hier mit signifikanten Preisreduktionen zu rechnen. Während bei Öl durch dessen Knappheit in Zukunft mit weiter steigenden Preisen gerechnet werden muss, werden die Energiekosten für Elektroautos immer wettbewerbsfähiger. Die Stromkosten betragen ca. 1-2 Eurocent pro Kilometer, die Abnutzungskosten der Batterie pro Kilometer betragen bei heutigem Stand der Technologie etwa 4-6 Eurocent. Ein Elektrofahrzeug ist ohne Batterie deutlich billiger als ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Der „Total Cost of Ownership“ für Elektromobilität ist selbst bei Ölpreisen um 30$/Barrel deutlich niedriger als für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

Vergleich von reinem Elektrofahrzeug mit einem Plug-In Hybrid (PHEV) – was ist die bessere Wahl?

Beide Autotypen sind besser als die herkömmlichen Autos mit Verbrennungsmotor. Allerdings benutzen elektrische Autos kein Öl, während PHEVs noch Öl benötigen, sobald sie weitere Strecken zurücklegen. Der momentane Vorteil von PHEVs ist die größere Reichweite als bei Elektrofahrzeugen. Sobald eine ausreichende Infrastruktur für Elektrofahrzeuge vorhanden ist, machen PHEV weniger Sinn. Es handelt sich wie beim HEV um eine klassische Brückentechnologie.

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