Akkumulator

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Zylindrische Akkumulator-Zelle (18650) vor dem Zusammenbau. Einige Tausend davon werden in ein größeres System namensAntriebsbatterieintegriert und zusammengeschaltet, um so für dasElektroautoTesla Model Sdie Funktion des Energiespeichers zu übernehmen.
Lithium-Ionen-Akku: Elektronik-Platine (Pluspol abgerissen) mit Über- undTiefentladeschutzsowieKurzschlussschutz

EinAkkumulator(kurzAkku;auchSekundärbatteriegenannt) ist ein als elektrochemischer Energiespeicher nutzbares, wiederaufladbaresgalvanisches Element,bestehend aus zweiElektrodenund einemElektrolyten,daselektrische EnergieaufelektrochemischerBasisspeichert.

Ein einzelnes wiederaufladbares Speicherelement wirdSekundärelementoderSekundärzellegenannt, im Gegensatz zur nicht (oder nur sehr begrenzt) wiederaufladbarenPrimärzelle.Der Ladevorgang basiert auf derelektrolytischenUmkehrung der bei der Entladung ablaufendenchemischen Reaktionendurch Anlegen einerelektrischen Spannung.Sekundärzellen lassen sich – wie Primärzellen und alleelektrischen Energiequellen– zuBatterienzusammenschalten, entweder inReihenschaltung(zur Steigerung der nutzbaren elektrischen Spannung) oder inParallelschaltung(zur Steigerung der nutzbarenKapazitätbeziehungsweise wegen der Eignung für höhereStromstärken). Beide Schaltungsvarianten führen zur entsprechenden Erhöhung des Gesamt-Energiegehalts[Produkt aus Kapazität und Spannung, angegeben inWattstunden(Wh)] der Anordnung.

Bei jedemAkkumulatortypist dieNennspannungder Akkumulatorzelle durch die verwendeten Materialien festgelegt; da jene für die meisten Anwendungen zu gering ist, wird häufig die Reihenschaltung angewandt, um die Spannung zu erhöhen (siehe Bild Starterbatterie). Die Kapazität und die mögliche Stromstärke hängen dagegen von der Baugröße ab. Deshalb ist eine Parallelschaltung mehrerer Zellen in der Regel nicht nötig; stattdessen verwendet man einen Akku mit entsprechend groß dimensionierten Zellen.

Begriffsklärung

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Akkumulator

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Nickel-Metallhydrid-Akkumulator-zellen im Standardformat „AA“(Mignon)

DaslateinischeWortaccumulatorbedeutet ‚Sammler‘ (cumulus‚Haufen‘,accumulare‚anhäufen‘). Bleiakkumulatoren wurden früher dementsprechend auchBleisammlergenannt.[1]Ursprünglich war mitAkkumulatorein einzelnes wiederaufladbares Speicherelement gemeint (Sekundärzelle). Heute bezeichnet der Begriff – zumindest in der Allgemeinsprache – auch wiederaufladbare Speicher, die aus zusammengeschalteten Sekundärzellen bestehen. Wenn es auf den Unterschied ankommt, sollte man genauere Bezeichnungen verwenden:

  • einzelnes Speicherelement: Sekundärzelle, Sekundärelement, Akkumulatorzelle, Akkuzelle
  • zusammengeschaltete Speicherelemente: Z. B.Akkupack,Batterie aus Sekundärzellen

Batterie

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Eine Batterie ist eine Kombination mehrerer gleichartiger technischer Teile. Hier handelt es sich im engeren Sinn um elektrisch und mechanisch miteinander verbundenegalvanische Zellenbzw. Elemente.[2]Es gibt Batterien ausPrimärzellen(nicht wiederaufladbar) und solche aus Sekundärzellen (wiederaufladbar). Ursprünglich waren mitBatteriennur solche aus Primärzellen gemeint.

In der Umgangssprache dientBatteriealsOberbegrifffür einzelne oder zusammengeschaltete Primärzellen und Sekundärzellen.

Beide Zellentypen sind in gleichenBaugrößenauf dem Markt, und beide werden im Englischenbatterygenannt. Akkuzellen heißen im Englischenrechargeable batteries(dt. „wiederaufladbare Batterien “) oderaccumulators.

Elektrische Verbraucher, die mit Primär- oder Sekundärzellen betrieben werden, nennt man oft einfachbatteriebetrieben(Batteriebetrieb). Wenn im täglichen Umgang mit dem Gerät die Wiederaufladbarkeit eine Rolle spielt, spricht man vomAkkubetrieb.

Kondensator

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Kondensatorenund auchElektrolytkondensatorensind ebenfalls Speicher für elektrische Energie, allerdings speichern sie diese nicht in chemischer Form, sondern alselektrisches Feldzwischen ihren Platten. Sie und auch die chemisch ähnlicherenDoppelschichtkondensatorensind keine Akkumulatoren und werden auch nicht so bezeichnet.

Geschichte

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Die erste Vorform eines Akkumulators, der – im Gegensatz zu den Zellen vonAlessandro Volta– nach der Entladung wiederaufladbar war, wurde 1803 vonJohann Wilhelm Rittergebaut. Den bekanntesten Akkutyp, denBleiakkumulator,konstruierte 1854 der Mediziner und PhysikerWilhelm Josef Sinsteden.1859 entwickelteGaston PlantéSinstedens Erfindung durch eine spiralförmige Anordnung der Bleiplatten erheblich weiter. Um die Wende zum 20. Jahrhundert speisten von Holz umfasste Bleiakkumulatoren in Glasgefäßen Elektroantriebe für Automobile. Die Akkutechnik nahm in der Zeit eine rasante Entwicklung. Folgender vomTelegraphentechnischen Reichsamt1924 veröffentlichter Text zeigt das am Beispiel der damals etabliertenTelegrafieund der noch jungenTelefonie.Akkumulatoren werden hier „Sammler “genannt, und „Batterien “waren Ansammlungen galvanischer Elemente:

„[1899] waren für den Telegraphen wie für den Fernsprecher nasse und trockene Elemente die hauptsächlichen Stromquellen. Für den Telegraphen wurden Batterien vorwiegend aus Zink-Kupfer-Elementen verwendet; im Fernsprechdienst waren daneben hauptsächlich nasse Zink-Kohle- und Trockenelemente in Benutzung. Als leistungsfähigere Stromquellen wurden nach 1900 Sammler, die vereinzelt schon seit dem Jahre 1895 zum Betriebe der Mikrophone bei den größten Fernsprechämtern verwendet worden waren, in größerem Umfang eingeführt. […] Zur Ladung der 12 zelligen Batterie stellte man beim Amt Dynamomaschinen auf, die mit einer eigenen Kraftanlage (meist Leicht- oder Schwerölmotoren) ausgerüstet waren oder aus dem örtlichen Starkstromnetz angetrieben wurden und den erforderlichen Gleichstrom in passender Stromstärke und Spannung lieferten. Es wurde anfangs allgemein im wechselnden Lade- und Entladebetrieb gearbeitet, d. h. abwechselnd speiste die eine Batterie das Amt, während die andere geladen wurde. Später (1921) ging man dazu über, den Strom für das Amt unmittelbar Dynamomaschinen zu entnehmen, deren elektrische Eigenschaften diesem Zwecke besonders angepaßt werden mußten, und ihnen eine ‚Puffer‘-Batterie parallel zu schalten. “[3]

Technik

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Funktionsweise

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In einem Akkumulator wird beim Aufladenelektrische Energieinchemische Energieumgewandelt.Wird ein Verbraucher angeschlossen, so wird die chemische Energie wieder zurück in elektrische Energie umgewandelt (siehe dazu:Galvanische Zelle). Die für eine elektrochemischeZelletypische elektrischeNennspannung,derWirkungsgradund dieEnergiedichtehängen von der Art der verwendeten Materialien ab.

Akkumulatortypen

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Die Akkumulatortypen[4]werden nach den verwendeten Materialien bezeichnet:

Abk. Material Spannung Bemerkungen
Aluminium-Ionen-Akkumulator experimenteller Prototyp[5]
Ca-Ion Calcium-Ionen-Akkumulator 1,8 V in Entwicklung[6][7]
Li-Ion Lithium-Ionen-Akkumulator 3,2–3,7 V Oberbegriff für verschiedene Lithium-Ionen-Akkumulatortypen:
* LiCoO2 Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator 3,6 V erste verfügbare Technologie
* LiPo Lithium-Polymer-Akkumulator 3,7 V Bauform mit Polymer alsElektrolyt
* Li-Mn Lithium-Mangan-Akkumulator 3,6 V
* Li(NiCoMn)O2 Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Akkumulator 3,6–3,7 V
* LiFePO4 Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator 3,3 V häufiger Einsatz in Elektroautos
** LiFeYPO4 Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat-Akkumulator Yttrium-Dotierung zur Verbesserung der Eigenschaften[8]
* LiTi Lithiumtitanat-Akkumulator 2,4 V
Lithium-Akkumulatoren mit metallischem Lithium sie zählen nicht zu der größeren und bekannteren Gruppe der Ionen-Akkumulatoren:
* Lithium-Luft-Akkumulator seit den 1970ern in Entwicklung
* Lithium-Schwefel-Akkumulator seit den 1960ern in Entwicklung
Na/NiCl Natrium-Nickelchlorid-Hochtemperatur-Batterie 2,58 V Markenbezeichnung:Zebra-Batterie
NaS Natrium-Schwefel-Akkumulator 2 V Hochtemperatur-Akku
Na-Ion Natrium-Ionen-Akkumulator 1,6–1,7 V
NiCd Nickel-Cadmium-Akkumulator 1,2 V
NiFe Nickel-Eisen-Akkumulator 1,2–1,9 V
NiH2 Nickel-Wasserstoff-Akkumulator 1,5 V
NiMH Nickel-Metallhydrid-Akkumulator 1,2 V
NiZn Nickel-Zink-Akkumulator 1,65 V
Pb Bleiakkumulator 2 V
PTMA modifiziertes PTMA genauer: 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinoxy-4-yl-methacrylat, ein umweltverträgliches organischesPolymer
RAM Rechargeable Alkaline Manganese 1,5 V
SnC/Li2S Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator
Silber-Zink-Akkumulator 1,5 V
Silizium-Luft-Akkumulator in Entwicklung[9][10][11]
Vanadium-Redox-Akkumulator 1,41 V bei 25 °C
Zink-Brom-Akkumulator 1,76 V
Zink-Luft Akkumulator in Entwicklung[12][13]
Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator experimenteller Prototyp[14]

Energiedichte und Wirkungsgrad

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Spezifische Energiedichte (Wh/kg) verschiedener handelsüblicher Sekundärzellen als Funktion der Temperatur; bei tiefen Temperaturen nimmt die Energiedichte mehr oder weniger stark ab.
Energiedichten: Energie/Volumen bzw. Energie/Gewicht

Für viele Anwendungen, insbesondere für mobile Geräte im Bereich der Unterhaltungselektronik, Hörgeräte oder auch Fahrzeuge, ist dieEnergiedichtevon Bedeutung. Je höher diese ist, desto mehr Energie kann in einem Akku je Volumen- bzw. Masseneinheit gespeichert werden. Die auf die Masse bezogene Energiedichte wird oft auch als spezifische Energie bezeichnet. Bezogen auf marktübliche Typen, haben Akkumulatoren (Sekundärzellen) meist eine (oftmals deutlich) geringere Energiedichte alsPrimärzellen.

Oft sind Akkus mit besonders hoher Energiedichte überproportional teuer oder haben andere Nachteile, insbesondere eine beschränkte Lebensdauer. So kosten Bleiakkumulatoren typischerweise 100 €/kWh; Li-Ion-Akkus hingegen derzeit (2012) typischerweise 350 €/kWh (200 €/kWh 2013), Tendenz fallend.[15][16]Ursachen sind die anlaufende Massenproduktion, welche die Stückkosten durch bessere Technik undSkaleneffektedeutlich verringern. Allerdings werden die sinkenden Produktionskosten nur verzögert an die Kunden weitergegeben, da auf diesem Markt, speziell in Deutschland, durch die wenigen Angebote nur ein geringerPreisdruckbesteht.

Beim Aufladen und Entladen von Akkumulatoren wird durch den inneren Widerstand der Zellen Wärme freigesetzt, wodurch ein Teil der zum Aufladen aufgewandten Energie verloren geht. Das Verhältnis der entnehmbaren zu der beim Laden aufzuwendenden Energie wird alsLadewirkungsgradbezeichnet. Generell sinkt der Ladewirkungsgrad sowohl durch Schnellladung mit sehr hohen Strömen als auch durch schnelle Entladung (Peukert-Effekt), da die Verluste am Innenwiderstand zunehmen. Das optimale Nutzungsfenster ist dabei je nach Zellchemie stark unterschiedlich.

Akkumulatortyp Energiedichte
(Wh/kg)		 Ladewirkungsgrad[17]
(Stand 2007)		 Besonderheit
Bleiakkumulator 30 60–70 %
Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator 120–210 90 % neuere Modelle schnellladefähig[18]
Lithium-Polymer-Akkumulator 140–260[19] 90 % praktisch beliebige Bauform möglich
Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Akkumulator 150–220 95 % hohe Kapazität
Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator 140–210 94 % schnellladefähig, hochstromfähig, eigensicher
Lithiumtitanat-Akkumulator 70–90 90–95 % schnellladefähig
Lithium-Schwefel-Akkumulator 350 90 %[20] Labor-Prototyp[21]
Natrium-Ionen-Akkumulator 160 ?
Natrium-Nickelchlorid-Akkumulator(Zebra-Batterie) 100–120 80–90 % 300 °C Betriebstemperatur, keine Selbstentladung, aber Heizverluste 10–20 %
Natrium-Schwefel-Akkumulator 120–220 70–85 % 300 °C Betriebstemperatur, keine Selbstentladung, aber Heizverluste 15–30 %
Nickel-Eisen-Akkumulator 40 65–70 % sehr unempfindlich gegen Über- undTiefentladung
Nickel-Cadmium-Akkumulator 40–60 70 % EU-weit verboten, mit Ausnahme von Notsystemen und dem medizinischen Bereich
Nickel-Metallhydrid-Akkumulator 60–110 70 %
Nickel-Wasserstoff-Akkumulator 60 75 %
Nickel-Zink-Akkumulator 50 65 %
Silber-Zink-Akkumulator 65–210 83 % teuer, kurzlebig, empfindlich, sehr hohe Kapazität
Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator 1100 ? Experimenteller Prototyp[14]
Aluminium-Ionen-Akkumulator 1060[5] ? schnellladefähig, experimentelle Prototypen

Im Zuge der stetigen Weiterentwicklung werden von Jahr zu Jahr höhere Energiedichten möglich. So erreichten vieleAntriebsbatterienmit Produktionsstart in 2019 etwa die doppelte Energiedichte wie die in 2010[22].Im Jahr 2023 erreichten Prototypen von Lithium-Ionen-Akkumulatoren eine Energiedichte von 700 W⋅h⋅kg−1,während praktisch eingesetzte Zellen etwa 300 W⋅h⋅kg−1erreichen.[23]

EinVergleich zur Speicherung elektrischer Energiezeigt die Vor- und Nachteile von Akkus gegenüber anderen Speicherverfahren.

Ladungsmenge (Kapazität)

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Li-Ionen-Akku für Digitalkameras

Die Ladungsmenge, die ein Akkumulator speichern kann, wird inAmperestunden(Ah) angegeben und als Kapazität (Nennkapazität) bezeichnet. Diese darf nicht verwechselt werden mit derKapazitäteinesKondensators,die als von der Spannung abhängige Ladungsmenge definiert ist und inFarad(F) angegeben wird. Die angegebene Nennkapazität beim Akku bezieht sich immer auf einen bestimmten Entladestrom und nimmt – je nach Akkutyp – unterschiedlich stark mit höheren Entladeströmen ab.

Bei Primärzellen und Akkumulatoren ist die Angabe der Nennkapazität inAmperestunden(Ah), bei kleineren Einheiten auch Milliamperestunden üblich. Der Vorsatz für Maßeinheiten Milli steht für ein Tausendstel. Dabei sagt die Angabe, ein Akkumulator liefert zum Beispiel 1000 Milliamperestunden, also eine Amperestunde nicht viel über die Leistungsfähigkeit des Akkus aus, wenn die Spannung nicht bekannt ist. Die Spannung ist stark von der Belastung der Zelle abhängig, da sie einen inneren Widerstand hat. Ihre maximale Leistung gibt sie theoretisch bei halber Nennspannung ab. Dann sind innerer und Lastwiderstand gleich groß und der Entladewirkungsgrad erreicht 50 Prozent. Da sich die Zelle dabei stark erwärmt, sind derart hohe Belastungen nur kurzzeitig möglich. Ein Beispiel hierfür sind Starterbatterien von Autos, die beim Anlassen für ein paar Sekunden einige hundert Ampere abgeben. Einige Zellentypen können nicht so hoch belastet werden und haben Schutzschaltungen, die das verhindern.

Angaben in Wh oder kWh (oft beiAntriebsbatterienzu finden) beziehen sich immer auf ein bestimmtes Lastprofil. Um die Leistungsfähigkeit von Akkus zu vergleichen, muss man also wissen, welches Lastprofil bei der Messung der Kapazität verwendet wurde.

Ladezustand

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Aufgeblähte Akkumulatoren eines Drittherstellers

Ein wichtiger Kennwert von mit Sekundärbatterien betriebenen Geräten ist derLadezustandvon Akkumulatoren (englischState of Charge,SoCbzw. SOC). Er wird üblicherweise in Prozentwerten angegeben, wobei 100 % einen vollständig geladenen Akkumulator repräsentieren. 100 % minus den Wert des Ladezustands ergibt denEntladungsgrad(englischDepth of Discharge,DoD bzw. DOD).[24]

Zur Bestimmung sind verschiedene Methoden gebräuchlich: chemische, spannungsabhängige, Strom-integrative (Ladungsbilanzierung) und druckabhängige Verfahren sowie die Messung der Akkumulator-Impedanz.[25]

Selbstentladung – empfohlene Lagerung

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Wird ein Akku nicht verwendet, so verliert er über die Zeit einen Teil seiner gespeicherten Energie. Diesen Vorgang nennt manSelbstentladung.Das Maß der Selbstentladung hängt von Typ und Alter des Akkumulators sowie von der Lagertemperatur ab.

Für die Lagerung von Akkus wird meistens Folgendes empfohlen: (Hinweis:Der Ladezustand ist relativ gesehen zurEntladeschlussspannung.Das heißt, wenn ein Akku einen Ladezustand von 0 % aufweist, dann ist damit gemeint, dass er seine Entladeschlussspannung erreicht hat; bei NiCd- und NiMH-Akkus liegt diese z. B. bei 0,9 V bzw. 1,0 V.)

  • Li-Ion:Ladezustand 60 %, 20 °C; Selbstentladung monatlich < 2 %
  • Bleiakkumulator:Ladezustand 100 %, möglichst kühl lagern; Selbstentladung monatlich 5–10 % (Blei-Säure) bzw. 2–5 % (Blei-Gel), ein über längere Zeit entladener Akku ist zerstört
  • NiMH:Ladezustand 40 %; Selbstentladung monatlich um 15–25 %, neuere Typen alsNiMH mit geringer Selbstentladungmit nur etwa 15 % im Jahr
  • NiCd:Ladezustand 40 %; Selbstentladung monatlich um 10 %
  • Alkali-Mangan RAM-Zellen:Ladezustand 100 %; Zellspannung sollte nicht unter 1,2 V sinken

Sanyohat 2005 (Markteinführung in Europa August 2006) einen modifizierten NiMH-Akku namensEneloopauf den Markt gebracht, der einer Selbstentladung von lediglich 15 % pro Jahr unterliegt. Es handelt sich hierbei um sogenannteLSD-Akkus(Low Self Discharge), die aufgrund ihrer geringen Selbstentladung als bereits vorgeladene Akkus verkauft werden und daher im Gegensatz zu herkömmlichen Akkus vor der ersten Benutzung durch den Käufer nicht aufgeladen werden müssen.

Alle Angaben zur Selbstentladung beziehen sich auf eine Raumtemperatur von ca. 20 °C.

Lebensdauer und Zyklenfestigkeit

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Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatorenerreichen nach Herstellerangaben mehr als 5000 Zyklen bei jeweiligerEntladetiefevon 80 %, nach 7000 Zyklen noch 70 %.[26]Als weltgrößter Hersteller von Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren giltBYD,[27]der durch präzise Fertigung eine große Auswahl an Zellen für zyklenfeste Anwendungen, wie zum Beispiel im Einsatz bei stationären Speichersystemen entwickelt hat. Nach 6000 Zyklen Laufleistung mit 100 % Be- und Entladung bei einer Rate von 1 C (Laderate, C-Faktor) haben diese noch eine Restkapazität von mindestens 80 %. Das entspricht bei einem Vollzyklus pro Tag einer Lebensdauer von mind. 20 Jahren.[28]

Der Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator Sony Fortelion hat nach 10.000 Zyklen mit 100 %Entladungsgradnoch eine Restkapazität von 71 %. Dieser Akkumulator ist seit 2009 auf dem Markt.[29]

InBatteriespeicherneingesetzteLithium-Ionen-Akkumulatorenweisen teilweise eine Zyklenfestigkeit von mehr als 10.000 Lade- und Entladezyklen und eine lange Standzeiten von theoretisch berechneten 20 Jahren auf.[30][31]

VartaStorage gibt auf seine Produktfamilie Engion Family und engion home eine Garantie von 14.000 Vollzyklen und einer Lebensdauer von 10 Jahren.[32][33]

Die Lebensdauer von stationären Batterien bei konstanter Raumtemperatur von 10–25 °C kann beiTraktionsbatteriennur durch Thermomanagement erreicht werden. Ungleiche Temperaturschwankungen der Zellen innerhalb der Antriebsbatterie führen zu Kapazitätsunterschieden und zu unterschiedlicher Alterung der Zellen. Die verfügbare Kapazität eines Lithium-Akkus sinkt mit fallender Betriebstemperatur, besonders unterhalb der 25 °C Betriebstemperatur, bei der die Nennkapazität bestimmt wird, und sollte den Gefrierpunkt des Elektrolyten wegen Eisbildung nicht unterschreiten. Andererseits altert eine Zelle umso schneller, je höher die Betriebstemperatur ist, mit stark steigender Tendenz oberhalb von ca. 40 °C.[34]Ziel des Thermomanagements ist, dass zur selben Zeit alle Zellen im Volumen die gleiche Temperatur haben, die eine möglichst hohe Leistung bei geringer Alterung bereitstellt.

Weiterhin beeinflusst dasBMSwesentlich die Kapazität der in Reihe geschalteten Zellen, die beimpassiven Balancierendurch die schwächste Zelle bestimmt wird. In der Folge wird sowohl die Gesamtkapazität verringert als auch die schwächste Zelle am meisten beansprucht, wodurch diese am schnellsten altert. Demgegenüber kann das aufwändigeaktive Balanciereneinen Ladungsausgleich von den Zellen hoher Kapazität zu denen geringer Kapazität durchführen und die Lebensdauer und die Kapazität aller Zellen auch einer nicht mehr homogenen, älteren Batterie verfügbar halten. Die Hersteller gewähren entsprechend ihrer Technik stark unterschiedliche Garantien auf dieLaufleistungvon Antriebsbatterien.

Ladezeiten

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Die Ladezeit eines Akkus bzw. einer Batterie aus Akkumulatorzellen ist abhängig von verschiedenen Faktoren. Dazu zählen Parameter wie der Innenwiderstand, der direkten Einfluss auf den Ladestrom hat und wiederum von der Temperatur beeinflusst wird. Kürzere Ladezeiten bedeuten höhere Strombelastung und höheren Verschleiß, stehen also im Zielkonflikt zur Lebensdauer des Akkumulators. Je nach Anwendung, Zellchemie und technischer Umsetzung (Klimatisierung, Überwachung) sind daher die praktisch erreichbaren Ladezeiten sehr unterschiedlich.

Laderate

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Der vom Hersteller empfohlene bzw. zulässige Ladestrom wird dabei über dieLaderate Cbeschrieben und ist u. a. auch abhängig vom Ladezustand. Die Ladespannung ist durch die Zellchemie und den Batterieaufbau bestimmt. Aus diesen beiden Parametern ergibt sich eine obere Grenze der maximalen Ladeleistung, die zugunsten einer höheren Lebensdauer oft noch reduziert wird. Die praktisch erreichbaren Ladezeiten sind daher meist höher als die technisch möglichen Ladezeiten. Als äußere Faktoren sind neben der Temperatur die zur Verfügung stehende Spannungs- und Stromquelle und das angewendeteLadeverfahrenzu nennen. Die Akkuzellhersteller geben die einzuhaltenden Parameter und Nutzungsfenster in ihren Datenblättern vor, die von den Herstellern der Endprodukte beachtet werden müssen.

Für klassische Akkus, wie Blei, NiCd und NiMH sind Laderaten bei Normalladung von 0,1 C bis 0,2 C üblich. Das entspricht Ladezeiten von 5–10 Stunden. Bei modernen Lithiumakkus ist in den Datenblättern der Hersteller meist mit 0,5 C die Normalladung spezifiziert, was 2 Stunden Ladedauer entspricht. Zusätzlich wird ein maximal erlaubter, höherer Ladestrom angegeben, beispielsweise 3 C, was eine Aufladung in 20 Minuten ermöglichen würde.[35]Praktisch sind Ladezeiten von 20 Minuten bis 4 Stunden im Mobilgerätebereich üblich.[36][37][38]Elektroautos wieTesla Model S,Renault Zoe,BMW i3,Nissan Leafusw. können ihre Akkus an derzeitigen (2017) Schnellladestationen innerhalb von etwa 30 Minuten zu 80 Prozent aufladen.[39][40][41][42][43] Beim ElektroautoLi Megakann der Akku in 10 Minuten von 10 auf 80 Prozent aufgeladen werden. Die Laderate beträgt dort 5C (Stand 2024). Heutige Lithium-Akkus können oft auch deutlich schneller geladen werden. Im Modellbaubereich sind Ladezeiten von 10 bis 15 Minuten bei Schnellladung üblich. Die Obergrenze der Ladeleistung wird gerade bei größeren Batterien von Elektrofahrzeugen in der Praxis nicht mehr von den Akkumulatorzellen, sondern vom Aufbau derTraktionsbatterie(Klimatisierung) und von der verfügbaren Ladetechnik bestimmt. So können neue Schnellladesysteme Elektroautos mit entsprechend konstruierten Traktionsbatterien innerhalb von etwa 15 min zu 80 Prozent aufladen (siehe z. B.Hyundai Ioniq 5).[44][45][46][47]

Akkuforschung

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Forscher derJustus-Liebig-Universität Gießenhaben zusammen mit Wissenschaftlern derBASFSE eine neue reversibel arbeitende Zelle auf Basis von Natrium und Sauerstoff entwickelt. Als Reaktionsprodukt tritt hierbeiNatriumsuperoxidauf.[48]

Wissenschaftler der Universität Oslo aus Norwegen haben einen Akkumulator entwickelt, der unterhalb einer Sekunde wieder aufgeladen werden kann. Nach Meinung der Wissenschaftler wäre dieser Akkumulator interessant u. a. fürStadtbusse,die so an jeder Haltestelle geladen werden könnten und somit nur eine relativ kleine Batterie benötigen würden. Ein Nachteil ist, so die Forscher, dass je größer die Batterie ist, je größer muss auch der Ladestrom sein. Somit kann der Akku nicht sehr groß sein. Nach Angaben der Forscher könnte der neuartige Akku auch als Puffer in Sportwagen eingesetzt werden, um kurzfristig Leistung bereitzustellen. Vorerst denken die Forscher aber an Einsatzbereiche in Klein- und Kleinstgeräten.[49][50]

In Laboratorien des Unternehmens StoreDot aus Israel können Berichten zufolge erste Labormuster von nicht näher spezifizierten Akkus in Mobiltelefonen (Akkukapazität im Bereich um 1 Ah) mit Stand April 2014 in 30 Sekunden geladen werden.[51][52]Das gleiche Unternehmen entwickelte auch einen Akkumulator für E-Autos, der in 5 Minuten voll aufgeladen ist und dann 160 Kilometer Reichweite bietet. Er besitzt anstatt einer üblichen Graphitelektrode eine Elektrode aus Germaniumnanopartikeln, langfristig soll dafür aber Silizium verwendet werden. Der Akku soll schon industriell gefertigt werden können, aber es gibt noch keine geeigneten Ladesäulen.[53]

Forscher aus Singapur haben 2014 einen Akku entwickelt, der nach 2 Minuten zu 70 Prozent aufgeladen werden kann. Die Akkus setzen auf die Lithium-Ionen-Technik. Jedoch besteht die Anode, der negative Pol in der Batterie, nicht mehr aus Graphit, sondern einem Titandioxid-Gel. Das Gel beschleunigt die chemische Reaktion deutlich und sorgt so für ein schnelleres Aufladen. Insbesondere sollen diese Akkus in Elektroautos verwendet werden.[54][55][56]Bereits im Jahr 2012 haben Forscher der Ludwig-Maximilian-Universität in München das Grundprinzip entdeckt.[57]

Festkörperakkumulatorensind eine spezielle Bauform, bei welchem beide Elektroden und auch der Elektrolyt aus verschiedenen, festen Materialien bestehen. Da keine Flüssigkeiten vorhanden sind, gibt es kein Problem mit Undichtigkeiten, sollte der Akkumulator beschädigt werden.

An derUniversität Linköpingist es Forschern gelungen, einen Akkumulator aus organischen Materialien herzustellen. Diese basieren aufRedox-Flow-Batterienund enthalten als Elektroden den KunststoffPEDOT,der dotiert wurde, und als Elektrolyt eine Lösung aus Wasser undChinonen.Der Akku ist vollständig recycelbar und sehr billig, allerdings hat er immer noch eine geringere Energiedichte als vergleichbare Redox-Flow-Batterien mit dem teuren MetallVanadium.[58]

Wissenschaftler der Stanford-Universität in Kalifornien haben einen neuartigen Akku mit sehr günstigen Eigenschaften entwickelt. Bei demAluminium-Ionen-Akkumulatorbesteht die Anode aus Aluminium und die Kathode aus Grafit. Der Akku schafft mehr als 7500 Ladezyklen ohne Qualitätseinbußen. Die zur Fertigung des Akkus notwendigen Materialien sind sehr kostengünstig und zudem sehr leicht. Der Akku kann nicht in Brand geraten, selbst wenn man ihn durchbohrt. Die Dauer des Ladevorgangs beträgt eine Minute. Zudem ist der Akku biegsam und kann somit in eine gewünschte Form gebogen und gefaltet werden. Der Akku ist noch nicht marktreif, da die Spannung und die Energiedichte noch zu gering sind.[59][60]

Nach Schätzungen werden bis 2025 bzw. spätestens 2030 die Lithium-Schwefel- wie auch die Lithium-Luft-Akkutechnologie im Automobilbereich einsetzbar sein. Beide haben eine höhere Energiedichte als die im Jahr 2015 eingesetzte Lithium-Ionen-Technologie und versprechen höhere Reichweiten in der Elektromobilität.[61][62]

In Deutschland unterstützt dasBMBFseit 2013 die Forschung an einemMagnesium-Luft-Akkumulator,der ohne Lithium auskommt.[63]Solche Akkumulatoren haben eine hohe Kapazität und der Rohstoff ist in ausreichenden Mengen vorhanden, doch ist die Lebensdauer bislang gering.[64]

Ein Team, angeführt vonYan Yu,an derChinesische Universität für Wissenschaft und Technikin Hefei hat einen Akku entwickelt, der eine hohe Kapazität und Spannung aufweist, auch wenn er 2.000 Mal ge- und entladen wurde (96 % Kapazität blieben erhalten). Er basiert auf Tri-Natrium-Di-Vanadium-Triphosphat (Na3V2(PO4)3) im Innern eines Graphenemischmaterials.[65]Wissenschaftler am japanischenNagoya Institute of Technologyuntersuchten ebenfalls Natrium als Akkumaterial und identifizierten die Natrium-Vanadium-Verbindung Na2V3O7als geeignetes Kathodenmaterial.[66]Wegen niedriger Energiedichte wird dabei zunächst an einen stationären Einsatz gedacht.

Preisentwicklung

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Zwischen 2009 und 2015 sanken die Kosten von Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Elektroautos in den USA um 73 %.[67]

Bleiakkumulatoren kosteten 2014 typischerweise 355 €/kWh.[68]Die Preise für Li-Ion-Akkus sind in den letzten Jahren deutlich gefallen: 2007 lagen die Kosten noch bei mehr als 1000 US-Dollar/kWh, 2014 noch bei 300 Dollar/kWh, 2019 bei 156 Dollar/kWh[69],Tendenz weiter fallend.[70]So gab z. B. die Chefin von General Motors,Mary Barra2016 bekannt, dass die Akkukosten desChevrolet Boltbei ca. 145 Dollar/kWh liegen würden, für 2022 rechnete sie mit Akkukosten von 100 Dollar/kWh.[71][72]Eric Feunteun, Leiter der Sparte Elektromobile bei Renault, teilte im Juli 2017 mit, dass Renault pro kWh Akku 80 Dollar bezahle.[73][74]Auch die Marktpreise für Li-Ion-Akkus einschließlich Gewinnmarge sollen bis 2030 unter 100 $/kWh sinken.[75]

Für 2015 gab dasEnergieministerium der Vereinigten Staatendie Kosten von Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Elektroautos mit ca. 250 $/kWh an; angestrebt wurde ein Wert von 125 $/kWh im Jahr 2022.[67]Ursachen für den Preisrückgang sind die zunehmende Massenproduktion, welche die Stückkosten durch bessere Technologien undSkaleneffekteverringert.

Nach einer Studie von McKinsey sind die Akkupreise zwischen 2010 und 2016 um 80 Prozent gefallen.[76]

Für 2021 wurden mittlere Kosten für Batteriezellen von 121 US$/kW angegeben.[77]Allerdings sind zahlreiche Rohmaterialien im Laufe des Jahres 2021 deutlich teurer geworden. Die Kosten eines kompletten Speichersystems sind durch zusätzliche Kosten u. a. für Einkapselung, Kühlung, Stromanschlüsse, Steuerung und ggf. Umrichter wesentlich höher.

An derPennsylvania State Universitywurde einLEP-Akkuentwickelt, der ohne das selteneKobaltauskommt und daher günstiger zu produzieren sein sollte.[78]

Bloomberg New Energy hatte im Juli 2024 eine Studie veröffentlicht, nach der die Preise fürLithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatorenin China innerhalb der letzten 12 Monate um 51 Prozent auf 53 USD pro kWh gefallen waren. Ein Jahr davor lag der Preis noch bei 95 USD pro kWh. Dadurch seien nun 2/3 der Elektroautos in China, dem weltweit größten Automarkt, günstiger als vergleichbare Autos mit Verbrennungsmotor. Es würde noch etwas dauern, bis diese Preise außerhalb von China angekommen seien.[79]

Herstellungsländer

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2022 befanden sich 77 % der Herstellkapazitäten für Lithium-Ionen-Akkumulatoren von 1163 GWh jährlich in China, gefolgt von je 6 % in Polen und den USA.[80]Sechs der zehn größten Hersteller im Jahr 2022 hatten ihren Hauptsitz in China.

Verwendung

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Einsatzgebiete

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12-V-Starterbatterieaus sechs Blei-Sekundär­zellen mit je 2 V in Reihen­schaltung

Akkumulatoren werden oft verwendet, wenn ein elektrisches oder elektronisches Gerät oder Fahrzeug ohne dauerhafte Verbindung zum festenStromnetzoder zu einemGeneratorbetrieben werden soll. Da sie teurer sind als nicht wiederaufladbare Primärbatterien, kommen sie vor allem in solchen Geräten zum Einsatz, die regelmäßig benutzt werden und einen nicht vernachlässigbaren Strombedarf haben, wieMobiltelefone,LaptopsoderAkkuwerkzeuge.

In Fahrzeugen mitVerbrennungsmotordient ein Akku in Form derStarterbatteriedazu, Strom für Licht, Bordelektronik und vor allem den Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors zu liefern. Läuft der Motor, wird der Akkumulator über den alsLichtmaschinebezeichneten Generator wieder aufgeladen. Ähnliches gilt für Schiffe und Flugzeuge.

Fahrzeuge mit batterieelektrischem Antriebbeziehen die Energie zum Fahren aus Akkuzellen, diese werden in ihrer Gesamtheit zur Unterscheidung von Starterbatterien alsAntriebsbatteriebezeichnet. Auch Schiffe und Flugzeuge gibt es mit batterieelektrischem Antrieb.

Akkus kommen auch in Form vonBatteriespeichernzum Einsatz, um Schwankungen bei der regenerativen Erzeugung von Strom mit Wind und/oder Sonne auszugleichen.Batterie-Speicherkraftwerkewerden u. a. eingesetzt zur Abdeckung vonSpitzenlastenim Stromnetz und auch zurNetzstabilisierungin Stromnetzen. Möglich ist auch der Betrieb alsInselanlagein einemInselnetz,wenn sich eine abgelegene Verbrauchsstelle nicht oder nur zu unverhältnismäßig hohen Kosten an das Stromnetz anschließen lässt. Oft sind solche Verbrauchsstellen zusätzlich noch mit einem Notstromaggregat ausgerüstet, das einspringt, bevor die Ladung der Akkus z. B. nach mehrtägiger Windstille nicht mehr ausreicht. Beispiele für solche Installationen sind nicht nur abgelegene Hütten, Mobilfunk-Basisstationen in wenig erschlossenen Regionen oderWeltraumsatelliten,sondern auch vieleParkscheinautomaten,bei denen ein Anschluss an das Stromnetz teurer wäre als die Installation einer Solarzelle und eines Akkumulators. Akkuspeicher werden von Besitzern von privaten Solaranlagen genutzt, um den selbst erzeugten Strom zu anderen Zeiten nutzen zu können, und damit v. a. Preisunterschiede, Abgaben und Umlagen gegenüber einer Netzeinspeisung mit Bezug aus dem Netz zu anderen Zeiten zu vermeiden.

KonventionelleU-Boot-Antriebe bestehen aus Dieselmotoren mitGeneratoren(Fahren und Laden der Akkumulatoren bei nicht getauchter Fahrt/Schnorcheln) und mit Akkumulatoren betriebenen Elektromotoren (Tauchfahrten).

Akkumulatoren dienen in Systemen zurunterbrechungsfreien Stromversorgung(USV) auch zur kurz- bis mittelfristigen Überbrückung von Ausfällen der stationären Energieversorgung. Wichtige Bereiche, die es mit einerNotstromversorgungabzusichern gilt, sind z. B. Rechenzentren, Alarmsysteme und lebenserhaltende Systeme in Krankenhäusern. Werden hohe Leistungen benötigt oder sind längere Zeiträume zu überbrücken, wird noch einDieselgeneratorzusätzlich installiert; die Akkus übernehmen dann die Versorgung nur so lange, wie der Dieselgenerator zum Anspringen und Erreichen der Nenndrehzahl benötigt. Falls die so zu überbrückende Zeit nur kurz ist, können dafür auch andere Systeme als Akkumulatoren eingesetzt werden, insbesondere auf der Basis von Schwungmassen oder gar Kondensatoren.

Auswahlkriterien

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Kriterien für die Auswahl eines Akkumulatortyps für eine bestimmte Anwendung sind unter anderem:

  • DiegravimetrischeEnergiedichte, auch als spezifische Energie bezeichnet. Sie sagt aus, wie viel elektrische Energie ein Akkumulator pro Masseneinheit (zum Beispiel Kilogramm) liefern kann. Dieser Wert ist besonders interessant für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. Herkömmliche Bleiakkumulatoren erreichen hier rund 30 Wh/kg, Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion-Akkus) bis zu 140 Wh/kg.
  • Die volumetrische Energiedichte. Sie sagt aus, wie viel Wh elektrischer Energie ein Akkumulator pro Volumen (zum Beispiel pro Liter Rauminhalt) liefern kann. Hier liegt der Wert für herkömmliche Bleiakkumulatoren bei ca. 50 Wh/l, bei Li-Ion-Akkus etwa 500 Wh/l.
  • Der maximal mögliche Entladestrom. Er ist wichtig für alle Anwendungen, bei denen kurzzeitig sehr hoher Leistungsbedarf besteht. Dieses ist zum Beispiel beim Starten von Fahrzeugmotoren der Fall, aber auch bei Elektrowerkzeugen und Autofokus-Kameras, insbesondere solchen mit integriertenBlitzgeräten.
  • Die möglichen Dimensionen (Abmessungen und Gewicht) und Bauformen der Akkuzelle. Sie sind entscheidend, wenn der Akkumulator auf möglichst kleinem Raum in elektronischen Geräten integriert werden soll. Ein gasdichter Aufbau etwa einesGel-Bleiakkumulatorsermöglicht den lageunabhängigen Einsatz ohne Gefahr durch auslaufendenElektrolytoderkorrosiveGase
  • DerMemory-Effektbei NiCd oderBatterieträgheitseffektbei NiMH tritt abhängig vom Lade- und Entladeverfahren auf und führt unter Umständen zu erheblichen Verringerungen der Kapazität (NiCd) oder der Spannung (NiMH). In Anwendungen, bei denen der Akkumulator nicht regelmäßig vollständig entladen und wieder voll aufgeladen wird, sollten deshalb Akku-Arten verwendet werden, die für diese Effekte nicht anfällig sind, zum Beispiel Blei-Akkus oder Li-Ion-Akkus.

Aus der Anwendung der oben genannten Kriterien ergeben sich für jeden Akkutyp einige typische Anwendungsgebiete, wobei insbesondere bei NiCd-, NiMH- und Li-Ion-Akkus die Übergänge fließend sind:

Weiterentwicklung

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aktueller Forschungsstand
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Als Weiterentwicklung der herkömmlichen Akkumulatoren werdenBrennstoffzellen-Systeme verwendet, die elektrische Energie ohne exotherme Verbrennung aus chemischer Energie inWasserstoffoderMethanolumwandeln und diesen Prozess teilweise auch umkehren können (Reversible Brennstoffzelle). Da die Brennzelle selbst keine Energie speichern kann, muss deshalb immer zusätzlich auch ein Speichersystem verwendet werden, dessen Raumbedarf und Gewicht zu berücksichtigen sind. Dabei erfordern die Speichermedien Wasserstoff, Methanol und ähnliche Gase bzw. leichtflüchtige Flüssigkeiten andere technische Anforderungen als Akkumulatoren.

Die Begriffeelektrochemische ZelleundRedox-Flow-Zellesind parallel entstanden.

KonkurrierendeEnergiespeichersindHydraulikspeicher,bei denen die Energie mechanisch gespeichert wird.

Entsorgung

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DasBatteriegesetzbesagt, dass Batterien und Akkumulatoren nicht in den Hausmüll geworfen werden dürfen.[82]Mit der Zeit wird die Außenhülle einer Batterie oder eines Akkumulators durchKorrosionzersetzt, sodass umweltschädliche und giftige Chemikalien auslaufen. Passiert dies auf einerMülldeponie,gelangen die giftigen Schadstoffe in dasÖkosystem,die Schadstoffe der Batterie versickern in dasGrundwasserund können so möglicherweise ins Trinkwasser gelangen oder Pflanzen schaden. Damit dies nicht geschehen kann, müssen Batterien und Akkus zumSondermüllgegeben werden, wo sie umweltgerecht entsorgt werden.

Literatur

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  • Fritz Paul Beck,Karl-Joachim Euler:Elektrochemische Energiespeicher.2 Bände. 1984.
  • Edmund Hoppe:Die Akkumulatoren für Elektricität.Julius Springer, Berlin 1892.
  • Thomas B. Reddy (Hrsg.):Linden’s Handbook of Batteries.4. Auflage. McGraw-Hill, New York 2011,ISBN 978-0-07-162421-3.
  • Lucien F. Trueb,Paul Rüetschi:Batterien und Akkumulatoren. Mobile Energiequellen für heute und morgen.Springer, Berlin 1998,ISBN 3-540-62997-1.
  • Martin Winter,Jürgen O. Besenhard:Wiederaufladbare Batterien.Teil 1:Akkumulatoren mit wäßriger Elektrolytlösung.In:Chemie in unserer Zeit,1999, 33, Nr. 5, S. 252–266;doi:10.1002/ciuz.19990330503oderchemie.uni-mainz.de(PDF).
  • Martin Winter, Jürgen O. Besenhard:Wiederaufladbare Batterien.Teil 2:Akkumulatoren mit nichtwäßriger Elektrolytlösung.In:Chemie in unserer Zeit,1999, 33, Nr. 6, S. 320–332;doi:10.1002/ciuz.19990330603oderchemie.uni-mainz.de(PDF).
  • DIN 40 729 Akkumulatoren – Galvanische Sekundärelemente – Grundbegriffe.
  • Franz Bendt:Der Accumulator.In:Die Gartenlaube.Heft 6, 1895,S.90–94(Volltext[Wikisource]).
  • Bekanntmachung, betreffend die Einrichtung und den Betrieb von Anlagen zur Herstellung elektrischer Akkumulatoren aus Blei oder Bleiverbindungen.11. Mai 1898. In:Deutsches Reichsgesetzblatt,1898, Nr. 19, S. 176–180.Volltext(Wikisource)
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Wiktionary: Akkumulator– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Wiktionary: Akku– Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons:Akkumulatoren– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  2. ↑Ernst Grimsehl u. a.:Lehrbuch der Physik.Band II, Teubner, Leipzig 1954, S. 38.
  3. ↑Telegraphentechnisches Reichsamt:Das deutsche Telegraphen-, Fernsprech- und Funkwesen 1899–1924.S. 29.
  4. ↑Dirk Uwe Sauer:Optionen zur Speicherung elektrischer Energie in Energieversorgungssystemen mit regenerativer Stromerzeugung.(Mementovom 24. September 2015 imInternet Archive) (PDF; 1,1 MB) ISEA (RWTH Aachen)
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  7. ↑Durchbruch bei Kalzium-Batterienabgerufen am 27. November 2023
  8. ↑Winston Battery Company Overview.(Mementovom 27. Januar 2012 imInternet Archive) winston-battery.com; abgerufen am 12. Februar 2012.
  9. ↑tng:Stromspeicher aus Sand und Luft.Smartmedia PresSservice GmbH, Oktober 2012; abgerufen am 4. Oktober 2012.
  10. ↑Wolfgang Kempkens:E-Autos: Neue Akkus sollen den Durchbruch bringenWirtschaftswoche online, Rubrik „Green “, Sektion „Innovation “, 28. Februar 2013.
  11. ↑Jetzt läuft Sie(Mementovom 20. Dezember 2017 imInternet Archive), 2. Dezember 2017.
  12. ↑Zink-Luft-Akkus fürs Netz.Archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am19. Oktober 2018;abgerufen am 12. Juni 2019.
  13. ↑Peter Glösekötter:Projekt Zink-Luft-Akkumulator.Hrsg.: FH-Münster.
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  31. ↑„Die Zellen haben laut Hersteller eine voraussichtliche Lebensdauer von 20 Jahren und könnten bis zu 15.000 Mal aufgeladen werden “(Mementovom 9. Juni 2014 imInternet Archive), solarserver.de; abgerufen am 29. März 2014.
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  37. ↑phonearena.comOnePlus 3’s Dash charging solution is fast and cool: 63% of battery juice in 30 minutes, 14. June 2016.
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  71. ↑Volle Ladung.In:Technology Review.24. Februar 2016. Abgerufen am 26. Juni 2016.
  72. ↑Chevrolet Bolt battery cells to cost “industry-leading” $145 per kWh,GM: Chevrolet Bolt Arrives In 2016, $145/kWh Cell Cost, Volt Margin Improves $3,500
  73. ↑Aus für den Verbrennungsmotor?Zitat: „«Derzeit kostet uns eine Kilowattstunde rund 80 Dollar», verrät Renault-Elektroexperte Eric Feunteun “. In:blick.ch,Juli 2017; abgerufen am 16. Juli 2017.
  74. ↑Elektroantrieb vor dem Durchbruch? Dieses Auto könnte alles ändern.focus.de, 6. Juli 2017; abgerufen am 16. Juli 2017.
  75. ↑Gert Berckmans et al.:Cost Projection of State of the Art Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles Up to 2030.In:Energies.Band10,Nr.9,2017,S.1314ff.,doi:10.3390/en10091314.
  76. ↑Chevrolet Bolt battery cells to cost "industry-leading" $145 per kWh,Studie zu Elektroautos: 80 Prozent Preisverfall bei Akkus zwischen 2010 und 2016
  77. ↑Govind Bhutada: Breaking Down the Cost of an EV Battery Cell,22. Februar 2022
  78. ↑Für den Massenmarkt geeignet? Neuer Akku lädt E-Autos in zehn Minutenn-tv.de; 20. Januar 2021
  79. ↑Colin McKerracher:China’s Batteries Are Now Cheap Enough to Power Huge Shifts.In:bloomberg.com.9. Juli 2024,abgerufen am 26. Juli 2024(englisch).
  80. ↑Visualizing China’s Dominance in Battery Manufacturing
  81. ↑Hotzenblitz mit Lithium-Polymer BatterienArtikel zum Umbauprojekt der FirmenKruspan EngineeringundMDW-Temperatursensorik GmbH,Solar- und Elektromobil Nachrichten.
  82. ↑Das neue Batteriegesetz.Umweltbundesamt, 17. Dezember 2020,abgerufen am 18. Mai 2021.
Galvanische Zellen
Primärzellen:

Alkali-Mangan-Batterie•Aluminium-Luft-Batterie•Lithiumbatterie•Lithium-Eisensulfid-Batterie•Lithium-Iod-Batterie•Lithium-Mangandioxid-Batterie•Lithium-Thionylchlorid-Batterie•Lithium-Schwefeldioxid-Batterie•Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie•Nickel-Oxyhydroxid-Batterie•Quecksilberoxid-Zink-Batterie•Silberoxid-Zink-Batterie•Zink-Kohle-Zelle•Zinkchlorid-Batterie•Zink-Luft-Batterie

Sekundärzellen:

Aluminium-Ionen-Akkumulator•Bleiakkumulator•Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator•Lithium-Ionen-Akkumulator•Lithium-Luft-Akkumulator•Lithium-Mangan-Akkumulator•Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator•Lithium-Schwefel-Akkumulator•Lithiumtitanat-Akkumulator•Natrium-Ionen-Akkumulator•Natrium-Schwefel-Akkumulator•Nickel-Cadmium-Akkumulator•Nickel-Eisen-Akkumulator•Nickel-Lithium-Akkumulator•Nickel-Metallhydrid-Akkumulator•Nickel-Wasserstoff-Akkumulator•Nickel-Zink-Akkumulator•Polysulfid-Bromid-Akkumulator•RAM-Zelle•Silber-Zink-Akkumulator•Vanadium-Redox-Akkumulator•Zink-Brom-Akkumulator•Zink-Luft-Akkumulator•Zebra-Batterie•Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator

Historische Zellen:

Bagdad-Batterie•Chromsäure-Element•Daniell-Element•Edison-Lalande-Element•Gravity-Daniell-Element•Grove-Element•Leclanché-Element•Voltasche Säule•Clark-Normalelement•Weston-Normalelement•Zambonisäule

Ausführungen:

Akkumulator•Batterie•Lithium-Polymer-Akkumulator•Brennstoffzelle•Knopfzelle•Konzentrationselement•Redox-Flow-Batterie•Thermalbatterie

Bestandteile:

Halbzelle(Donator-undAkzeptorhalbzelle)

Wiktionary•Commons• Kategorie:Batterie
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