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Zukunftstechnologien

Zusammenfassung

Die Lithium/Schwefel- und die Lithium/Sauerstoff-Zelle gehören zu den wenigen elektrochemischen Speichern, die im Vergleich zu konventionellen Lithiumionenbatterien eine erheblich höhere Energiedichte versprechen. Eigenschaften und Herausforderungen dieser Zukunftstechnologien sind Gegenstand dieses Kapitels.

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  • DOI: 10.1007/978-3-642-30653-2_16
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Abb. 16.1
Abb. 16.2
Abb. 16.3
Abb. 16.4
Abb. 16.5
Abb. 16.6
Abb. 16.7

Notes

  1. 1.

    Die theoretische spezifische (bzw. gravimetrische) Energiedichte ist die gespeicherte chemische Energie bezogen allein auf die Masse der reinen Elektrodenmaterialien.

  2. 2.

    Ursprünglich wurde zwischen den Begriffen „Zelle“ und „Batterie“ strikt unterschieden. So ist eine elektrochemische Zelle die kleinstmöglichste Einheit einer Batterie, bestehend aus Anode, Kathode, Elektrolyt, Separator, Stromableiter und Zellgehäuse. Eine Batterie besteht dagegen aus mindestens zwei parallel oder seriell verbundenen Zellen. So besteht eine Bleibatterie (12 V) aus 6 Zellen á 2 V. Inzwischen wird jedoch auch eine Zelle häufig als Batterie bezeichnet. Da die elektrochemischen Vorgänge in Zelle und Batterie identisch sind, wird auch im vorliegenden Text nicht strikt zwischen beiden Begriffen unterschieden. Bei Angabe der praktischen Energiedichten ist eine Differenzierung jedoch durchaus wichtig. In diesem Kapitel beziehen sich alle Angaben zu praktischen Energiedichten (mit Ausnahme der Bleibatterie) auf eine Zelle.

  3. 3.

    Die während der Entladung an der Kathode entstehenden Polysulfidspezies Sn 2− gehen dort im Elektrolyten in Lösung. Gegenüber der Anodenseite entsteht dadurch ein Konzentrationsgradient, der Triebkraft für die Diffusion der Polysulfide in Richtung der Anodenseite ist. Nach und nach verteilen sich die Polysulfide im gesamten Elektrolyten.

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Danksagung

Die Autoren danken den Mitarbeitern der Arbeitsgruppe Janek für die Unterstützung bei der Erstellung der Abbildungen und Dr. H Sommer und Dr. H. Buschmann für die Durchsicht des Manuskripts.

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Janek , J., Adelhelm , P. (2013). Zukunftstechnologien. In: Korthauer, R. (eds) Handbuch Lithium-Ionen-Batterien. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-30653-2_16

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