Batterien Grundlagen

Question 1

Wohin fließen die Elektronen beim Laden und Entladen?

Answer 1

Laden: Anode
Entladen: Kathode

Question 2

Wie berechnet man die theoretische Energie?

Answer 2

nF (umgesetzte Ladungsmenge)theoretische Zellspannung (LadungSpannung)

Question 3

Wie lautet die Reaktionsgleichung der Li-Ionen-Batterie?

Answer 3

Li(1-x)CoO2 + Li(x)C(n) ->LiCoO2+Cn

Question 4

Reaktionsgleichung der Na-Schwefel-Batterie. Elektrolytmaterial?

Answer 4

2Na + 3 S ->Na2S3. Elektrolyt besteht aus Aluminiumoxid (keramischer Isolator)

Question 5

Wie hoch ist die theoretische Energiedichte Pb-Säure?

Answer 5

161 Wh/kg

Question 6

Was bedeutet der reversible und joulesche Wärmeeffekt der Pb-Säure-Batterie?

Answer 6

Joule: RI^2-Verluste, irreversibel

reversible Wärme entropie- und stromabhängig, d.h. B. wärmt beim Laden und kühlt beim Entladen

Question 7

In welchem Bereich des Phasendiagramms muss der Arbeitspunkt der Na-S-Temeperatur bleiben? Warum?

Answer 7

über 300°C, wegen Na2S4-Kristallisation und über 65-70% Schwefelanteil, wegen NA2S2-Kristallisation -> mech. Schaden

Question 8

Wie viel % des theoretischen Potentials sind i.d.R. praktisch nutzbar (besonders bei Pb-Säure)?

Answer 8

10 - 30 %

Question 9

Wie hoch ist die theoretische spezifische Energiedichte von Li-Ionen Batterien? Wie hoch Daumenwert für E-Mobilität?

Answer 9

ca. 320, immer unter 500 Wh/kg. E-Mobilität: 200 Wh/kg

Question 10

Wie hoch ist die theoretische spez. Energiedichte von HT-Batterien mit geschmolzenen Salzen?

Answer 10

bis 790 Wh/kg (NiCl + Na)

Question 11

Entladen bestehen die Elektroden großteils aus PbSO4. Geladen? Wo Schwefel?

Answer 11

Geladen: Kathode PbO2, Anode Pb, Schwefel mit Wasser im Elektrolyt als Schwefelsäure (H2SO4)

Question 12

Was passiert mit dem Wasser der Blei-Säure Batterie beim Laden/Entladen?

Answer 12

Laden: Löst sich auf und gibt H+ und O2- ab
Entladen: Umgekehrt. Eine leere Batterie ist “nass”.

Question 13

Was sind die Ladephasen der Blei-Säure-Batterie?

Answer 13

1. CC, Spannung steigt
2. CV, Strom sinkt
3. CC und konst. höhere Spannung, Gasentwicklung und joulesche Wärme

Question 14

Wo sammelt sich das Na2S3 beim Entladen?

Answer 14

in der Kathode, Anode wird leer

Question 15

Die Na-S-Batterie wäre komplett entladen, wenn alles Natrium verbraucht wäre. Wo ist SoC 0% definiert?

Answer 15

alles Na in Na2S3 gebunden

Question 16

Theoretische und praktische Energiedichte von NiCd und NiMH

Answer 16

NiCd: 240 Wh/kg (praktisch: 45)
NiMH: 300 Wh/kg (praktisch: 80)

Question 17

Theoretische und praktische Energiedichte NaNiCl2 und NaS

Answer 17

NaNiCl2: 719 (praktisch 110)
NaS: 795 (Bestwert!), praktisch 90

Question 18

U_th Blei-Säure

Answer 18

1,93 V

Question 19

U_th NiCd

Answer 19

1,35 V

Question 20

U_th NaS und NaNICl2 und Betriebstemperatur

Answer 20

NaS: 2,08 V
NaNiCl: 2,58 V

Beide 300°C

Question 21

Theoretische Leerlaufspannung Li - Co

Answer 21

4,10 V

Question 22

K/E/A und Ionen Ni-Cd

Answer 22

K: NiOOH, Reaktionsprodukt Ni(OH)2
E: Wasser + KOH
A: Cd, RP Cd(OH)2

Ionen: OH-