Der Blei-Akkumulator
Die wiederaufladbare Batterie ist eine der wichtigsten Bestandteile eines Elektroautos. Durch einen elektrochemischen Prozess erzeugt sie ihre Energie, die mit unter dafür verantwortlich ist, welche Reichweite damit erlangt werden kann. Um die Reichweite zu vergrößern, arbeiten Wissenschaftler seit Jahrzehnten daran, verschiedene Arten der wiederaufladbaren Batterie zu entwickeln und deren Kapazitäten zu vergrößern.
Der älteste Akku, der Blei-Akkumulator, wurde um 1880 industriell hergestellt und kurze Zeit später in die ersten Elektroautos eingebaut. Der Aufbau dieses Blei-Akkumulators besteht aus vier Teilen:
1. verdünnte Schwefelsäure ( Elektrolytflüssigkeit )
2. Pluspol aus Bleidioxid
3. Minuspol aus Blei
4. Isolierende Zwischenschicht
Entladung:
Am Minuspol geben die Bleiatome Elektronen ab, die dank der Elektrolytflüssigkeit zum Pluspol wandern und dort vom Bleidioxid aufgenommen werden.
Aufladen:
Hier geschieht der Prozess genau rückwärts. Vom Pluspol fließen die Blei-Elektroden durch die Elektrolytflüssigkeit wieder zurück zum Minuspol.
Die Vorteile dieses Blei-Akkumulators ist einmal, dass er günstig herzustellen und obendrein sehr belastbar ist, in Bezug auf moderne Elektroautos aber folgende Nachteile aufweist: Sein hohes Gewicht verbunden mit langen Ladezeiten und wenig Power.
Die Nickel-Cadmium-Batterie (NiCd-Akkus)
Die darauffolgende Akkutechnologie war die Entwicklung des Nickel-Cadmium-Batterie (NiCd-Akkus). Dieser Akku überzeugte mit kürzeren Ladezeiten, guter Kältefestigkeit und einer hohen Belastbarkeit. Der große Nachteil daran: Cadmium ist ein gefährliches Umweltgift, und deshalb wurden 2006 alle Batterien auf Cadmiumbasis verboten.
Aufbau:
1. Kaliumhydroxid ( Elektrolytflüssigkeit )
2. Pluspol aus Nickelhydroxid
3. Minuspol aus Cadmium
Der Lithium-Ionen-Akku
1995 ist der erste Lithium-Ionen-Akkumulator von der Firma Sony auf den Markt gebracht worden. Ionentransfer-Batterien werden die Li-Ion-Akkus auch gerne genannt, und treffen mit dieser Beezeichnung den Nagel auf den Kopf. Im Lade- und Entladevorgang wandern die Lithium-Ionen zwischen den beiden Elektroden ( + und – Pol ) hin und her. ( Auch Schaukelstuhlprinzip genannt )
Aufbau:1. Minuspol Lithium-Metalloxid
2. Pluspol Graphit
3. Alkohol Cabonate (keine wässrigen Elektrolytflüssigkeiten)
Das Lithium wird auf Aluminium aufgetragen. Beim Entladevorgang wandern Lithium-Ionen vom Minus- zum Pluspol und lagern sich in den Graphitschichten ab. Findet die Aufladung statt, so werden die in den Graphitschichten abgelagerten Lithium-Ionen wieder frei gesetzt und wandern wieder zurück zum Minuspol. Als Elektrolyt dienen Lösungsmittel. Da Lithium in Wasser eine Instabilität aufweist, dürfen keine Elektrolytflüssigkeiten auf Wasserbasis verwendet werden.
Zu den Vorteilen dieser Lithium-Ionen-Akkus gehören: Höhere Energiedichte, weniger Gewicht, geringere Selbstentladung bei längerem Stillstand, keine Wartung, das Problem, was jedoch bleibt, ist die Temperatur (Winterzeit), da bekommen diese Akkutypen leider auch ihre Probleme.
