Bestehende Batterietechnologien und Entwicklungspotenziale künftiger Generationen von elektrochemischen Energiespeichern in Bezug auf die Elektromobilität (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2016 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Note: 1,0, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) (Institut für Produktentwicklung (IPEK)), Sprache: Deutsch, Abstract: Die kostengünstige Speicherung einer ausreichend grossen Energiemenge stellt bzgl. einer breiten Marktdurchdringung der Elektromobilität eine grosse Hürde dar. Die vorliegende Arbeit setzt sich dabei zu Beginn mit den Anforderungen und Zielwerten für Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen auseinander, die es zu erreichen gilt. So wurde beispielsweise bei der Analyse der Zielwerte eine Lebensdauer von 1.500 Zyklen und eine spezifische Energiedichte von 350 Wh kg-1 auf Zellebene ermittelt.

Die Arbeit betrachtet ausschliesslich elektrochemische Energiespeichertechnologien. Diese werden grundlegend vorgestellt und anhand der vorher bestimmten Anforderungszielwerte bewertet. Hierbei zeigten ausgewählte Lithium-Ionen-Systeme eine vorherrschende Stellung unter der Gesamtheit der verschiedenen Batterietechnologien. Die Verwendung von NMC, LFP oder NCA als Kathodenmaterial bietet aktuell die beste Kompromisslösung hinsichtlich der unterschiedlich geforderten Parametergrössen. Ab dem Jahr 2025 bzw. 2030 soll das Lithium-Schwefel- und das Lithium-Luft-System für eine sprunghafte Steigerung der spezifischen Energiedichte und damit auch der erzielbaren Reichweite von Elektrofahrzeugen sorgen.