Die verschiedenen Arten von Elektroauto-Batterien

Verfasst von am 18.10.2019 - 5 min

Obwohl heute in den meisten Elektroautos eine Lithium-Ionen-Batterie zum Einsatz kommt, existieren auch alternative, zum Teil sehr alte Technologien. Ein Überblick über die wichtigsten Batterietechnologien in der Automobilwelt – vom Bleiakkumulator bis hin zur Lithium-Ionen-Batterie!

160 Jahre nach der Erfindung des wiederaufladbaren Bleiakkumulators durch den französischen Physiker Gaston Planté wurden bei den Technologien zur elektrochemischen Speicherung von Energie immense Fortschritte erzielt. Alle wissenschaftlichen Arbeiten verfolgen ein gleiches Ziel – sie alle suchen nach dem bestmöglichen Kompromiss zwischen Batteriegewicht, Speicherkapazität, Herstellungskosten, Lebensdauer, Ladekapazität und ökologischem Fußabdruck, insbesondere zum Zeitpunkt des Recyclings.

Bleiakkumulator

"La jamais contente" - Bleiakkumulator

Der 1859 erfundene Bleiakkumulator kommt noch immer in vielen Fahrzeugen – sowohl Verbrenner als auch Stromer – zum Einsatz. 1899 erreichte das mit dieser Technologie ausgestattete Elektrofahrzeug „La Jamais contente“ als erstes Automobil – noch lange vor den Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor – eine Geschwindigkeit von mehr als 100 km/h.

Heutzutage werden Bleiakkumulatoren nicht mehr für den Antrieb verwendet, sondern versorgen diverses Zubehör und verbrennerspezifische Einrichtungen, wie den Starter, mit Strom. Der Bleiakkumulator bietet trotz seiner Größe und seines Gewichts nur eine begrenzte Kapazität, lässt sich aber sowohl kostengünstig als auch einfach herstellen und recyceln. Bis in die 1980er Jahre wurde er als Hauptspeicher für Elektroautos verwendet, wich aber schnell anderen, effizienteren Technologien.

Nickel-Cadmium-Batterie

Wenn Sie in den 1990er Jahren wiederaufladbare Batterien verwendet haben, sind Sie mit der Nickel-Cadmium-Technologie vertraut. Die „Ni-Cd“-Akkus hatten allerhand Vorteile, mit einer hohen Speicherdichte und einer Lebensdauer von etwa 500 bis 1.000 Ladezyklen.

Sie litten jedoch unter dem Memory-Effekt – einem physikalischen Phänomen, das die Batterieleistungen bei unvollständigen „Lade-/Entlade“-Zyklen schwächt. Die Ni-Cd-Akkus wurden in den 1990er Jahren für die Produktion von Elektroautos verwendet, sind aber inzwischen wegen der Giftigkeit von Cadmium verboten.

Nickel-Metallhydrid-Batterie

Mit einer Leistung, die mit der von Ni-Cd-Batterien vergleichbar ist, haben die Nickel-Metallhydrid- oder „Ni-MH“-Batterien aufgrund des Verzichts auf Schwermetalle einen nachhaltigeren Erfolg erzielt. Anfang der 2000er Jahre war dies die wirtschaftlichste Technologie für wiederaufladbare Batterien. Sie dominierte daher den Markt für Hybridfahrzeuge, bis sich die Lithium-Ionen-Technologie durchsetzte.

Lithium-Ionen-Batterie

Allgemeine Elektrofahrzeugbatterie auf grauem Hintergrund.

Die in den frühen 1990er Jahren entwickelte Lithium-Ionen-Batterie hat sich allmählich als Referenztechnologie etabliert, sowohl im Transportwesen, als auch in der Unterhaltungselektronik. Sie hat eine lange Lebensdauer, bietet eine viel höhere Energiedichte als alle konkurrierenden Technologien und weist keinerlei Memory-Effekt auf.

Sie erfordert jedoch eine geeignete Konditionierung und eine präzise Steuerung des Ladevorgangs, für die in der Regel eine spezielle Elektronik verwendet wird. Renault verwendet die Lithium-Ionen-Technologie für den ZOE und die anderen Elektrofahrzeuge des Sortiments. Groupe Renault arbeitet auch an der Integration ihrer Batterien in eine Kreislaufwirtschaft, um ihre Lebensdauer so lange wie möglich zu verlängern.

Feststoffbatterie

Die wissenschaftliche Forschung interessierte sich schon immer für das Konzept der Feststoffbatterie, aber erst die Fortschritte der letzten zehn Jahre machten es möglich, sich in ferner Zukunft eine Nutzung in der Automobilbranche vorzustellen.

Ihr Prinzip besteht darin, den flüssigen Elektrolyten in Batterien durch einen Feststoff in Form von plastischem Polymer, verdichteten anorganischen Pulvern oder einer Mischung aus beidem zu ersetzen. In der Theorie hat diese Technologie nur Vorteile: Sie erhöht die Energiedichte und die Stabilität und vereinfacht gleichzeitig das Temperaturmanagement. Jedoch befindet sich die Feststoffbatterie noch im Labor- und Prototyp-Stadium. Die Lithium-Ionen-Batterie hat also noch lange nicht ausgedient!

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