Arten von Elektrofahrzeugbatterien
30-Sekunden-Zusammenfassung
Die Batterie eines Elektroautos, auch als Elektrofahrzeugbatterie (EV-Batterie) bekannt, ist eine wiederaufladbare Batterie, die die Elektromotoren eines batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV) oder eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV) antreibt. Im Gegensatz zu Starter-, Beleuchtungs- und Zündbatterien (SLI) sind sie als Tiefzyklusbatterien konzipiert, um über längere Zeiträume Energie zu liefern. Kennzeichnend für Batterien für Elektrofahrzeuge sind ihr relativ hohes Leistungsgewicht, spezifische Energie und Energiedichte; kleinere, leichtere Batterien sind wünschenswert, da sie das Gewicht des Fahrzeugs reduzieren und seine Leistung verbessern. Heutzutage sind Lithium-Ionen- und Lithiumpolymer-Batterien aufgrund ihrer hohen Energiedichte im Vergleich zum Gewicht der gängigste Batterietyp in modernen Elektrofahrzeugen.
Die Bedeutung der Batterie im Elektroauto
Elektrofahrzeuge erleben als alternative Verkehrsmittel eine Renaissance, angetrieben durch Bedenken hinsichtlich der Energiesicherheit, den Druck zur Eindämmung des Klimawandels und die steigende Energienachfrage. Die Batteriekomponente spielt eine Schlüsselrolle bei der Einführung dieser Fahrzeuge, da sie deren Kosten, Reichweite und Sicherheit bestimmt. Frühere Batterietechnologien konnten die erforderlichen Spezifikationen, insbesondere in Bezug auf die Reichweite, nicht erfüllen. Allerdings haben jüngste Entwicklungen in der Lithium-Ionen-Batterietechnologie diese Einschränkungen beseitigt.
Arten von Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos
Die Kathode besteht aus einem Verbundmaterial (einer interkalierten Lithiumverbindung) und definiert den Namen der Li-Ionen-Batteriezelle. Es gibt zwei Arten von Elektroden: Interkalations- und Konversionselektroden. Interkalationselektroden sind Materialien, die als Wirtsmaterialien fungieren, in die Lithiumionen interkalieren können. Ein typisches Beispiel ist LiCoO2 und seine Derivate. Kathodenmaterialien vom Konversionstyp sind einige der Hauptkandidaten für die nächste Generation wiederaufladbarer Li- und Li-Ionen-Batterien.
Eine der gängigsten Lithiumbatterien ist Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2). LiCoO2 ist das am häufigsten verwendete Kathodenmaterial. LiCoO2-Batterien weisen sehr stabile Kapazitäten auf, obwohl ihre Kapazitäten geringer sind als die von Nickel-Kobalt-Aluminium (NCA)-Oxiden. Kobalt ist jedoch im Vergleich zu anderen Übergangsmetallen wie Mangan und Eisen relativ teuer, trotz der attraktiven elektrischen Eigenschaften von LiCoO2-Kathoden.
Lithium-Manganoxid (LiMn2O4) ist ein vielversprechendes Kathodenmaterial mit einer kubischen Spinellstruktur. LiMn2O4 ist eines der am meisten untersuchten Manganoxid-basierten Kathodenmaterialien, da es kostengünstige Materialien enthält. Ein weiterer Vorteil dieser Batterie ist die erhöhte Sicherheit und hohe thermische Stabilität, aber die Zyklus- und Kalenderlebensdauer ist begrenzt.
Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (LiNiMnCoO2) – NMC. NMC-Batterien enthalten eine Kathode, die aus einer Kombination von Nickel, Mangan und Kobalt besteht. NMC ist eine der erfolgreichsten Kathodenkombinationen in Li-Ionen-
