Akkumulatortyp
| weitere Quellen
|
Hersteller
| Akkumulator-Datenblatt
|
Anode
im geladenen
Zustand
|
Kathode
im geladenen
Zustand
|
|
typische
Zellen-
spannung
|
Leistungsdichte
|
Energiedichte
|
Nennkapazität |
schnelle
Ladung
|
Vollständige
Ladung,
OHNE Einbußen
bei der
Lebensdauer |
Dauerlast
C-Faktor
|
Spitzenlast
C-Faktor
|
Entladung
Mit 1 C Zyklen |
vollständige
Entladung
mit 10 C |
Selbst-
entladung
|
Ladezyklen,
Lebensdauer
|
Lager-
fähig-
keit
|
Wirkungs-
grad
|
Memory-
Effekt
|
Lazy-
Effekt
|
thermisches
Durchgehen
|
Gewicht |
Preis (2011)
|
Arbeits-
temperatur-
bereich
(°C)
|
Pluspunkte |
Minuspunkte |
Gefahren
|
Blei-Akkumulator
Variante :
Blei-Gel-Akkumulator
|
Varta
| Pb_2
Variante :
Sonnenschein
| Pb-Gel_2
|
Blei(IV)-oxid = PbO2
|
Blei = Pb |
38%ige H2SO4 =
Schwefelsäure
mit Dichte 1,28 g/cm³
bei Variante :
Gel
|
2 V
Last-Lade-
abhängig
|
150-300 W/kg |
30-50 Wh/kg
60-100 Wh/l |
|
|
0,3 C
|
10 C
|
15 C
|
|
|
3-9 %
pro Monat
|
300-1.000 Zyklen
5-7 Jahre
|
an Besten
voll
geladen
|
|
|
|
|
ca. 325 g/Ah
ca. 29 g/Wh |
ca. 1,8 €/Ah
ca. 0,2 €/Wh |
-15°C / +50°C |
zuverlässig, im Kfz lange bewährt,
mechanische Belastbarkeit hoch |
Über- und Tiefentladung können Zellen schädigen |
beim Laden entsteht Knallgas = Explosionsgefahr |
| Blei-Kohlenstoff-Akkumulator |
Exide Technologies
sollte 2008 marktreif sein
|
|
|
|
2 V
Last-Lade-
abhängig |
800 W/kg |
60-80 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
|
200.000 Zyklen
|
|
|
|
|
|
geringer
als bei
Blei-Akku |
wesentlich
preiswerter
als Li-Ion
oder NiMH |
|
KEINE Sulphatierung der Anode und
verbesserte Tiefentladungfähigkeit und
verbesserte Kapazität als Blei-Akku |
|
|
| Lithium-Eisen-Kohlenstoff-Akkumulator |
KIT
noch im Laborstadium
|
|
|
|
|
2-5fache des
Li-Ion-Akkus |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
preiswert |
|
Herstellung relativ einfach |
|
|
| Lithium-Eisen-Magnesium-Phosphat-Akkumulator | Valence
| LiFeMgPO_1 , LiFeMgPO_2
| | LiFeMgPO4
| | | | 90 Wh/kg
130 Wh/l | | | C / 2
ca. 2,5 Stunden | 15 C
| 30 C
| | | | 2.800 Zyklen bei
jeweils 100%
Ent-/Ladung | | | | | | weniger als
die Hälfte des
Blei-Akkus | | -10°C / +50°C | wartungsfrei | | |
Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat-Akkumulator
|
| LiFeMnPO_2 , LiFeMnPO_3 ,
LiFeMnPO_4
|
Graphit-Pulver = C
|
LiFeMnPO4 |
|
3,2 V
|
> 800 W/kg |
|
|
> 3 C
auf 85% in
1 Stunde.
Volladung nach
2-3 Stunden |
0,3 – 0,8 C
ca. 8 Stunden |
3 C
|
10 C
|
|
|
< 3 %
pro Monat |
> 3.000 Zyklen,
nach 1.500 Zyklen
noch 80%
ihrer Kapazität |
|
|
NEIN |
|
NICHT
möglich
|
hohe Leistung
bei geringem
Akkugewicht |
ca. 6,5 €/Ah |
-20°C / +65°C |
Erschütterungsfest, nicht brennbar,
keine giftigen/umweltschädl. Schwermetalle,
Niedrige Kosten in Bezug Leistung/Lebensdauer |
Vermeidung von Tiefentladen und Überladen |
|
| Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator |
A123Systems
| LiFePO_2 , LiFePO_3
|
Graphit = C
|
LiFePO4 |
Lithium-Verbindung
in org. Lösungsmittel |
3,3 V
|
bis zu
3.000 W/kg
6.000 W/l |
90-250 Wh/kg |
|
auf 90 % der
Gesamt-
kapazität
in 5 Minuten |
15−20 Minuten |
35 C, bei
noch 95%
verfügbarer
Kapazität
|
100 C
|
Innenwiderstand
nach 4.000 Zyklen
quasi unverändert |
noch über
1.000 Zyklen
möglich |
ca. 5 %
pro Monat
|
5-10x länger
als Bleiakku,
nach 1.200 Zyklen
noch über 80 %
ihrer Kapazität |
am
Besten
voll
geladen |
|
NEIN |
|
NICHT
möglich |
ca. 45 g/Ah
ca. 4 g/Wh
|
ca. 6,5 €/Ah
ca. 2 €/Wh |
-45°C / +70°C |
sicherer als Li-Ion, bei Überladung wird kein
metallisches Lithium abgeschieden und kein
Sauerstoff freigesetzt |
|
|
| Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat-Akkumulator |
Dynamis Batterien GmbH
| LFY_2 , LFY_3 , LFY_4
|
|
LiFeYPO4 |
|
3,2 V
|
|
|
ca. 25 Ah/kg
|
|
0,5 C
|
3 C
|
20 C
|
|
|
max. 3 %
pro Monat
|
hohe Zyklenzahl,
3-5 Jahre |
|
|
|
|
|
ca. 35 g/Ah |
|
-45°C / +85°C |
|
|
|
Lithium-Ion-Akkumulator mit NanoTec
= mit nanostrukturierter Kathode und Anode
Toshiba-Typ : Super Charge Battery
|
Toshiba
| SCIB_2 , SCIB_3
|
|
|
|
2,4 V
|
bei -40°C noch
80% Leistung |
200 Wh/kg
250-350 Wh/l |
|
8 C
6 Minute 80% |
|
extrem hohe
Entladeströme |
|
nach 2.000 Zyklen
noch 87% Kapazität,
nach 4.000 Zyklen
noch 80% Kapazität |
|
|
> 6.000 Zyklen
nach 1.000 Zyklen
noch 99% Kapazität,
nach 3.000 Zyklen
noch 90% Kapazität
ca. 10 Jahre |
|
|
|
|
NICHT
möglich |
ca. 35 g/Ah |
|
-30°C / +...°C |
Resistent gegen internen Kurzschlüsse |
|
|
Lithium-Ionen-Akkumulator
| Li-Ion_2
|
|
Graphit = C
|
Lithium-Kobalt-
Verbindung = LiCoO2 |
Lithium-Verbindung
in org. Lösungsmittel |
3,6 V
|
500-2.000 W/kg |
90-190 Wh/kg
250-500 Wh/l |
110–190 Ah/kg |
|
1-1,5 Stunde |
3 C
|
|
|
|
ca. 5 %
pro Monat
|
> 2.000 Zyklen
5-10 Jahre |
am
Besten
voll
geladen |
|
NEIN |
|
bei älteren
Typen bei
Überladung
möglich |
|
sehr teuer
|
-20°C / +60°C |
durch Keramik beschichtete Separatorfolien
temperaturfester |
mechanische
Belastbarkeit sehr gering, Über-
und Tiefentladung können Zellen schädigen |
|
Akkumulatortyp
| weitere Quellen
|
Hersteller
| Akkumulator-Datenblatt |
Anode
im geladenen
Zustand
|
Kathode
im geladenen
Zustand
|
Elektrolyt
im geladenen
Zustand
|
typische
Zellen-
spannung |
Leistungsdichte |
Energiedichte |
Nennkapazität |
schnelle
Ladung |
Vollständige
Ladung,
OHNE Einbußen
bei der
Lebensdauer |
Dauerlast |
Spitzenlast |
Entladung
Mit 1 C Zyklen |
vollständige
Entladung
mit 10 C |
Selbst-
entladung |
Ladezyklen,
Lebensdauer |
Lager-
fähig-
keit |
Wirkungs-
grad |
Memory-
Effekt |
Lazy-
Effekt |
thermisches
Durchgehen
|
Gewicht |
Preis (2011) |
Arbeits-
temperatur-
bereich
(°C) |
Pluspunkte |
Minuspunkte |
Gefahren |
Lithium-Luft-Akkumulator
| Li-Luft_2 , Li-Luft_3
|
IBM Almaden Research Center
+ MIT
noch im Laborstadium
|
Kohlenstoff = C
|
Lithium = Li |
|
2,96 V
|
|
1.000 Wh/kg
Praktisch
11.000 Wh/kg
Theoretisch |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Lithium-Mangan-Phosphat-Akkumulator | TU Delft + Ogron
noch im Laborstadium | Silizium = Si
| Lithium-Mangan-
Phoshat-Verbindung
| | | | 325 Wh/kg | | | | | | | | | | | | | | | ca. 3,2 g/Wh
| | | | | |
| Lithium-Nickel-Akkumulator |
|
|
|
|
3,47 V
|
|
> 900 Wh/kg |
264 Ah/kg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Lithium-Nickel-Cobalt-Akkumulator |
|
Graphit = C
|
|
Lithium-Verbindung
in org. Lösungsmittel |
|
|
240 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Akkumulator |
|
|
Li(NixCoyMn2)O2 |
|
3,7 V
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Lithium-Nickel-Phosphat-Akkumulator | Ogron
noch im Laborstadium | Silizium = Si | Lithium-Nickel-
Phoshat-Verbindung | | 4,7 V
| | 656-800 Wh/kg | | | | | | | | | | | | | | | ca. 1,3-1,7 g/Wh
| | | | | |
| Lithium-Polymer-Akkumulator |
|
Graphit = C
|
Manganoxid-
Lithium-Gemisch |
festes oder
gelartiges
Polymer-Elektrolyt |
3,6 V
|
300-5.000 W/kg |
140-180 Wh/kg |
|
|
max. 1 C
über eine Stunde |
3 C
|
|
|
|
gering |
1.000 Zyklen
|
entladen
und kühl
über
längere
Zeit
|
|
NEIN |
|
möglich bei
Überladung |
sehr leicht
|
sehr teuer
|
+10°C / +50°C |
hat KEINEN klassischen Separator,
hat KEIN klassisches Gehäuse, auslaufsicher,
Polymergel verhindert Selbstentzündungsgefahr |
aufwändige und teuere Herstellung,
mechanische Belastbarkeit sehr gering |
elektrisch und thermisch empfindlich gegen
Überladen und Tiefentladen und zu hohe Ströme
und Betrieb > 60 °C oder < 0 °C, langes Lagern
in entladenem Zustand schädigen oder zerstören
die Zelle in den meisten Fällen |
| Lithium-Schwefel-Akkumulator |
Sion Power
| LiS_2 , LiS_3
|
Lithium = Li
|
Schwefel = S |
|
2,15 V
|
|
350-380 Wh/kg
320 Wh/l
Praktisch
3.350 Wh/kg
Theoretisch |
|
|
C / 5
|
2 C
|
|
|
|
4-6 %
pro Monat
|
> 300 Zyklen
|
|
99 % |
|
|
|
ca. 6 g/Ah |
|
-20°C / +45°C |
|
teuer in der Herstellung |
|
Akkumulatortyp
| weitere Quellen
|
Hersteller
| Akkumulator-Datenblatt |
Anode
im geladenen
Zustand
|
Kathode
im geladenen
Zustand
|
Elektrolyt
im geladenen
Zustand
|
typische
Zellen-
spannung |
Leistungsdichte |
Energiedichte |
Nennkapazität |
schnelle
Ladung |
Vollständige
Ladung,
OHNE Einbußen
bei der
Lebensdauer |
Dauerlast |
Spitzenlast |
Entladung
Mit 1 C Zyklen |
vollständige
Entladung
mit 10 C |
Selbst-
entladung |
Ladezyklen,
Lebensdauer |
Lager-
fähig-
keit |
Wirkungs-
grad |
Memory-
Effekt |
Lazy-
Effekt |
thermisches
Durchgehen
|
Gewicht |
Preis (2011) |
Arbeits-
temperatur-
bereich
(°C) |
Pluspunkte |
Minuspunkte |
Gefahren |
Lithium-Titanat-Akkumulator
Altairnano-Typ : NanoSafe
|
AltairNano |
nanostrukturierte
Lithiumtitanat |
Li4Ti5O12 |
|
|
4.000 W/kg |
70-200 Wh/kg |
|
in 15 Minuten
|
|
|
|
|
|
|
nach 1.500 Zyklen
noch 85% der
Anfagskapazität
> 12 Jahre |
|
|
|
|
NICHT möglich |
ca. 6 g/Wh
|
|
-40°C / +55°C |
Zyklen drastisch erhöht gegenüber Li-Ion,
unempfindlich gegen mechanische
Beschädigung |
|
|
Lithium-Zinn-Schwefel-Akkumulator
| LiSnS_2
|
noch im Laborstadium |
Zinn-Kohlenstoff-
Verbindung |
Kohlenstoff-
Lithiumsulfid-
Komposit |
|
|
|
1.100 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Natrium-Nickelchlorid-Akkumulator
= ZEBRA-Akkumulator
= Thermal-Akkumulator |
|
flüssige Salzlösung
aus Nickelchlorid
und Natriumchlorid
durchtränktes
gesintertes Nickel |
flüssiges Natrium = Na |
|
2,35 V
|
|
100-120 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
KEINE |
3.000 Zyklen
> 11 Jahre |
abge-
kühlt
unbe-
grenzt |
ca. 80 % |
|
|
|
|
|
+270°C / +350°C
|
Akkus, die unter den Schmelzpunkt der Salze
abgekühlt waren, können durch Aufheizen
reaktiviert werden. |
Energieverbrauch für Aufrechterhaltung der
Betriebstemperatur |
|
Natrium-Schwefel-Akkumulator
= Thermal-Akkumulator |
NGK Insulators |
Natrium = Na |
Schwefel = S |
Natrium-haltiges
Al2O3 |
2,076 V |
|
200 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
sehr gering
|
1.000 Zyklen
ca. 10 Jahre |
|
70-85 % |
|
|
ist möglich |
|
|
+270°C / +350°C |
Natrium, Schwefel und Aluminium sind
preiswerte und leicht verfügbare Grundstoffe |
Energieverbrauch durch heizen und kühlen |
vollständige Zerstörung beim Erstarren der
Elektroden, hoher Verschleiß bei Tiefentladung |
| Nickel-Cadmium-Akkumulator |
|
Nickel(III)-Oxid-
Hydroxid = NiO(OH) |
Cadmium = Cd |
20%ige Kalium-
hydroxid-Lösung |
1,2 V
|
|
40-60 Wh/kg
80-200 Wh/l |
1.000 mAh/kg |
in 10 Minuten
|
|
20 C |
|
|
|
mittel,
bis 20 %
pro Monat |
|
am
Besten
ent-
laden |
|
Ja, aber
Reversibel |
|
|
|
preiswert |
-15°C / + ...°C |
höhere Robustheit gegen Tiefentladung und
Überladung als NiMH- und Li-Ion-Akku,
mechanische Belastbarkeit sehr hoch |
Wegen giftigem Cadmium
EU-weit weitesgehend verboten ! |
bei Überhitzung und Überladung entsteht
Knallgas (irreversibel) = Explosionsgefahr,
Tiefentladung schädigt Zelle |
Nickel-Eisen-Akkumulator
| NiFe_2
|
BeUtilityFree + Zapp Works
+ Changhong
|
Eisen = Fe |
Nickel(III)oxid |
20%iges
Kaliumhydroxid |
1,3 V
|
100 W/kg |
30-50 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
10-15 %
pro Monat |
100% der Anfangs-
Kapazität nach
60 Jahren Betrieb,
30-100 Jahre |
|
65-85 % |
|
|
|
|
|
-40°C / + 46°C |
mechanisch und elektrisch unempfindlich,
keine Schädigung durch Überladung oder
Tiefentladung, keine umweltschädliche
Stoffe, Leichte Pflege |
|
|
Nickel-Metallhydrid-Akkumulator
| NiMH_2
|
Sanyo
| NiMH_2 , NiMH_3
|
Metall-hydroxid |
Nickel(II)-hydroxid |
20%ige Kalium-
hydroxid-Lösung
mit pH 14 |
1,2 V
|
200-300 W/kg |
60-80 Wh/kg
200-300 Wh/l |
2.000 mAh/kg |
in 30 Minuten
|
|
10 C
|
hohe Ströme
bei nahezu
gleichbleibender
Spannung |
|
|
hoch,
ca. 0,5-1 %
pro Tag,
Neue Typen
nur 9 %/a |
500-1.500 Zyklen
> 5 Jahre |
am
Besten
voll
geladen |
|
NEIN |
Ja, aber
Reversibel |
|
|
teuer |
-20°C / + …°C |
mechanische Belastbarkeit mittel |
empfindlich auf Überladung, Überhitzung,
falsche Polung und Tiefentladung |
|
| Nickel-Wasserstoff-Akkumulator |
|
|
|
|
1,5 V
|
|
75 Wh/kg
60 Wh/dm³ |
|
|
|
|
|
|
|
|
> 20.000 Zyklen |
mehrere
Jahre |
|
|
|
|
|
teuer |
|
|
unhandlich |
|
Akkumulatortyp
| weitere Quellen
|
Hersteller
| Akkumulator-Datenblatt |
Anode
im geladenen
Zustand
|
Kathode
im geladenen
Zustand
|
Elektrolyt
im geladenen
Zustand
|
typische
Zellen-
spannung |
Leistungsdichte |
Energiedichte |
Nennkapazität |
schnelle
Ladung |
Vollständige
Ladung,
OHNE Einbußen
bei der
Lebensdauer |
Dauerlast |
Spitzenlast |
Entladung
Mit 1 C Zyklen |
vollständige
Entladung
mit 10 C |
Selbst-
entladung |
Ladezyklen,
Lebensdauer |
Lager-
fähig-
keit |
Wirkungs-
grad |
Memory-
Effekt |
Lazy-
Effekt |
thermisches
Durchgehen
|
Gewicht |
Preis (2011) |
Arbeits-
temperatur-
bereich
(°C) |
Pluspunkte |
Minuspunkte |
Gefahren |
| Nickel-Zink-Akkumulator |
|
Nickeloxid-hydroxid
= NiOOH |
Zink = Zn |
alkalisch |
1,6 V
|
260-400 W/kg |
50 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
leichter
als NiMH
|
günstiger
als NiMH |
|
|
|
|
Vanadium-Redox-Akkumulator
= Redox-Flow-Zelle
|
Prudent Energy
+ Gildemeister Energy
|
Vanadium = V
|
Vanadium = V
|
Schwefelsäure
= H2SO4
|
1,35 V
|
|
|
|
möglich,
auch durch
Elektrolyt-
wechsel |
|
|
|
|
|
sehr gering
|
|
|
hoch |
|
|
|
|
|
|
Tiefentladung problemlos |
schlechtes Volumen-Energiespeicher-Verhältnis |
|
| Zellulose-Polypyrrol-Zelle |
noch im Laborstadium |
|
|
|
|
|
|
hoch |
möglich |
|
|
|
|
|
|
1.000 Zyklen
|
|
|
|
|
|
sehr leicht
|
|
|
unschädliche Materialien,
preiswerte und einfache Herstellung |
z.Z. Noch hohe Alterung |
|
Zink-Brom-Akkumulator
| ZnBr_2
|
|
Brom = Br |
Zink = Zn |
wässrige
ZnBr2-Lösung |
1,8 V
|
|
50-100 Wh/kg |
|
|
|
|
|
|
|
|
bis 1.500 Zyklen
|
|
|
|
|
|
|
|
+10°C / +30°C |
|
enthält aggressives Brom |
|
| Zink-Halogen-Akkumulator |
|
Halogen |
Zink = Zn |
wässriges
Zinkhalogenid |
|
|
hoch |
|
|
Stromdichte
5-100 mA/cm²,
bei Elektrolyt-
Temperatur 20-70°C |
|
|
|
|
|
bis 1.500 Zyklen |
|
|
|
|
|
|
|
|
preiswertes Zink |
|
Dendritenbildung beim Laden =
Kurzschluss-Gefahr |
Zink-Silber-Akkumulator
| ZnAg_2
|
ZPower |
Silber(II)-oxid = AgO |
Zink = Zn |
Kalilauge = KOH
mit Dichte 1,4 g/cm³ |
1,5 V
|
|
65-210 Wh/kg
350 Wh/l
|
ca. 90 Ah/kg
ca. 120 Ah/dm³ |
2,5 Stunden
mit 0,4 A/Ah |
12 Stunden
mit 0,1 A/Ah |
5 Stunden
mit 0,2 A/Ah |
über 1000 A/Ah
sind möglich |
|
|
gering,
ca. 25 %/a |
50-100 Zyklen
ca. 1 Jahr |
|
|
Ja |
|
|
ca. 5 g/Wh
|
teuer |
-20°C / +30°C |
Keine giftigen / umweltschädlichen Stoffe |
sehr empfindlich gegen Überladung |
|
zum Vergleich :
Kälte-/Wärme-Speicher auf Wasserbasis
| | | | | | | Energiedichte
unterstellt, dass
1 m³ Wasser =
1.000 kg wiegt
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| Kältespeicher auf Basis einer Wasserfüllung | | | | | | | 7 kWh/m³ =
7 Wh/kg
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Kältespeicher mit Phasenumwandung von
Wasser (fest-flüssig) | | | | | | | 60-80 kWh/m³ =
60-80 Wh/kg
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Druckloser Fernwärmespeicher auf Basis einer
Wasserfüllung | | | | | | | 40 kWh/m³ =
40 Wh/kg
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| Fernwärmedruckspeicher | | | | | | | 90 kWh/m³ =
90 Wh/kg
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zum Vergleich :
Latentwärmespeicher auf Paraffinbasis
| | | | | | | Energiedichte | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Latentwärmezellen von Powertank
| | | | | | | 200 Wh/kg
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zum Vergleich :
Mineralölprodukte
| | | | | | | Energiedichte | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| Benzin | | | | | | | 11.944 Wh/kg | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| Diesel | | | | | | | 12.611 Wh/kg | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
