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Die Octagon-Batterie - Was macht eine Batterie zur Batterie?
Oct 11, 2018

Die Octagon-Batterie - Was macht eine Batterie zur Batterie?

 

Merkmale finden, die Ihren Job am besten abdecken.

 

Eine Batterie hat einige der strengsten Anforderungen und ist vergleichbar mit komplexen pharmazeutischen Produkten, bei denen eine Änderung mehrere Nebenwirkungen haben kann. Um eine Batterie als elektrisches Speichergerät nutzbar zu machen, müssen acht Grundvoraussetzungen erfüllt sein, und eine Batterie wird passenderweise als Achteckbatterie bezeichnet (Abbildung 1). Die acht Schlüsselelemente einer funktionierenden Batterie lauten wie folgt.

行业知识

Abbildung 1: Octagon-Batterie.

Sogenannt wegen der acht kritischen Anforderungen, die zur Erreichung der Grundfunktion erforderlich sind. Viele Neuankömmlinge behaupten, einige Voraussetzungen zu erfüllen oder zu übertreffen, scheitern jedoch bei anderen, was die Marktakzeptanz einschränkt.

Mit freundlicher Genehmigung von Cadex

 

1. Hohe spezifische Energie

Ein wichtiges Merkmal bei Verbraucherprodukten ist die lange Laufzeit, und Gerätehersteller erreichen dies durch den Bau von Batterien mit hoher Amperestunde (Ah). Der Begriff Lithium-Ion steht für eine hohe spezifische Energie. Dies bedeutet nicht, dass alle Li-Ionen-Akkus hohe Ah-Werte haben. Während die Energiezelle in einem 18650-Gehäuse 250 Ah / kg haben kann, ist die gleiche Chemie in einer Leistungszelle 150 Ah / kg oder weniger und ein langlebiger Li-Ion für den Antriebsstrang ist nur 60 Ah / kg. Darüber hinaus hat der Verbrauch von NiMH-Verbrauchern im elektrischen Antriebsstrang etwa 90 Ah / kg im Vergleich zu 45 Ah / kg für langlebige Einheiten, wobei 45 Ah / kg nahezu der von Bleisäure entsprechen.

 

2. Hohe spezifische Leistung

Batterien, die für Elektrowerkzeuge und elektrische Antriebsstränge hergestellt werden, bieten eine hohe Belastbarkeit, die spezifische Energie ist jedoch gering.

 

3. Erschwinglicher Preis

Materialien, Veredelungsprozesse, Fertigung, Qualitätskontrolle und Zellenanpassung erhöhen die Kosten für die Batterieherstellung. Die Serienproduktion hilft nur teilweise, die Kosten zu senken. Die Verwendung von Einzelzellen in Mobiltelefonen, wenn kein Zellenabgleich erforderlich ist, senkt auch die Kosten.

 

4. lange lebensdauer

Nirgendwo ist Langlebigkeit wichtiger als bei großen, teuren Akkus. Wenn die Akkulaufzeit des Elektroautos von erwarteten 8–10 Jahren auf 20 Jahre verlängert werden könnte, könnte das Fahren eines Elektrofahrzeugs gerechtfertigt sein, selbst wenn die anfänglichen Investitionen hoch sind. Die Langlebigkeit hängt nicht nur vom Batteriedesign ab, sondern auch von der Verwendung der Batterie. Ungünstige Temperaturen, schnelle Ladezeiten und raue Entladungsbedingungen belasten die Batterie.

 

5. Sicherheit

Batterien auf Lithiumbasis können mit hoher spezifischer Energie gebaut werden, diese Systeme sind jedoch häufig reaktiv und instabil. Nickel-basiertes Li-Ion ist ein solches Beispiel, ebenso metallisches Lithium. Die meisten Hersteller haben die Produktion dieser Systeme aus Sicherheitsgründen eingestellt. Bei korrekter Verwendung ist der Markenname Li-Ion sehr sicher.

 

6. Breiter Betriebsbereich

Batterien arbeiten am besten bei Raumtemperatur, da kalte Temperaturen die elektrochemische Reaktion aller Batterien verlangsamen. Li-Ion kann nicht unter dem Gefrierpunkt geladen werden, und Heizdecken werden oft hinzugefügt, um das Laden zu erleichtern. Hohe Hitze verkürzt die Lebensdauer der Batterie und beeinträchtigt die Sicherheit.

 

7. Toxizität

Batterien auf Cadmium- und Quecksilberbasis wurden aus Umweltgründen durch alternative Metalle ersetzt. Die europäischen Behörden versuchen, die Bleisäure zu verbieten, es ist jedoch kein wirtschaftlicher Ersatz für ähnliche Leistungen verfügbar. Nickel- und Lithiumbatterien enthalten wenig giftiges Material, sie stellen jedoch eine Gefahr dar, wenn sie achtlos entsorgt werden.

 

8. Schnellladung

Lithium- und Nickelbatterien sollten bei 1 ° C oder langsamer aufgeladen werden (siehe Was ist die C-Rate). Bei 1 ° C lädt sich eine Nickelbatterie in etwa 90 Minuten und Li-Ion in 2–3 Stunden auf. Bleisäure kann nicht schnell aufgeladen werden und die Ladezeit beträgt 8 bis 16 Stunden. Schnelle Ladezeiten sind für Nickel und Lithium möglich, aber die Batterien müssen dafür gebaut, in gutem Zustand und bei Raumtemperatur aufgeladen sein. Alte und nicht übereinstimmende Zellen eignen sich nicht zum schnellen Aufladen. Jede Ladung über 1 ° C verursacht eine übermäßige Belastung, insbesondere an der Energiezelle. Dies sollte vermieden werden. (Siehe BU-401a: Schnelle und ultraschnelle Ladegeräte.) NiCd ist der einzige Akku, der ultraschnelles Laden mit minimalem Stress ermöglicht.


Zusätzlich zu den acht Grundanforderungen an die Octagon-Batterie muss eine Batterie eine geringe Selbstentladung aufweisen, um eine lange Lagerung zu ermöglichen und bei Bedarf einen sofortigen Start zu ermöglichen. Alle Batterien entladen sich selbst und der Verlust steigt mit der Temperatur und dem Alter. Sekundärbatterien haben eine höhere Selbstentladungsrate als das Primäräquivalent. Eine weitere Anforderung ist eine lange Haltbarkeit mit geringer Leistungsbeeinträchtigung. Eine Batterie ist verderblich und wie ein Lebensmittelprodukt nur für eine Zeit gut. Während Alkalibatterien 10 Jahre lang gelagert werden können und immer noch 70 Prozent ihrer ursprünglichen Energie liefern, verlieren Sekundärbatterien dauerhaft an Kapazität, auch wenn sie nicht verwendet werden. (Siehe Aufbewahrung von Batterien)