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Neues zum Thema Natrium-Akku 1, 2, 3, 4


Tinduck am 24 Jun 2021 07:54:35

...soll angeblich bei CATL noch 2021 in Produktion gehen:

--> Link

Ziemlich ausführlicher Artikel, unten die Seitenzahlen zum weiterblättern beachten...

Sicherer als LFP, entladen transportierbar, billigere Rohstoffe... klingt fast zu schön, um wahr zu sein. Energiedichte geringfügig niedriger als LFP, aber ja auch noch am Anfang der Entwicklung.

Zyklenzahl bei 100% Entladung ca. 1000, bei 80% ca. 3000. Gar nicht soo schlecht für den Anfang.

bis denn,

Uwe

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lisunenergy am 24 Jun 2021 09:57:00

Ja ich verfolge das schon eine Weile. Das muss man den Chinesen lassen! Die machen das einfach.

murksmax am 24 Jun 2021 10:08:01

Tinduck hat geschrieben:...soll angeblich bei CATL noch 2021 in Produktion gehen:

--> Link

Ziemlich ausführlicher Artikel, unten die Seitenzahlen zum weiterblättern beachten...


Moin,

ein interessanter Bericht. Lohnt sich durchaus zu lesen. Man müsste mal ein Datenblatt von so einem Akku, wenn der denn lieferbar ist, mit einem von Winston und Eve vergleichen.

Ich hoffe, dass da in Kürze (innerhalb der nächsten zwei Jahre?) etwas auf dem Markt tut. Ich gehe zwar davon aus, dass die sich aufgrund des weltweiten Bedarfs keine großen Preisunterschiede zeigen werden, als Alternative zu LFP und damit einer Bereicherung des Marktes mit der dadurch einhergehenden Konkurrenz und möglichen allgemeinen Preissenkungen auf dem Akkumarkt vielleicht eine gute Ergänzung! Zum Glück ist unser großer BS-Akku erst drei Jahre alt, wird wohl noch ein paar Saisons überleben…

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mafrige am 24 Jun 2021 10:22:30

Hallo alle,

das Problem wird das Gewicht von Natrium gegenüber Lithium sein. Lithium = 0,534 g/cm3, Natrium = 0,968 g/cm3, was fast doppelt so hoch ist.
Der Akku des VW e-Up 36 kWh wiegt 248 kg, der eines Tesla Model 3 mit 75 kWh = 478 Kilo, beim Mercedes EQC 80 KWh = 650 Kilo.

basste315 am 24 Jun 2021 10:25:08

lisunenergy hat geschrieben:Ja ich verfolge das schon eine Weile.


Verstehe :wink:

Aber wer jetzt schon einen LiFePo4-Akku im Wohnmobil hat, wird ihn vermutlich seeeeehr lange nutzen können und dürfen, bevor Ersatz angesagt ist :ja: .

Helmut

Tinduck am 24 Jun 2021 12:37:52

mafrige hat geschrieben:Hallo alle,

das Problem wird das Gewicht von Natrium gegenüber Lithium sein. Lithium = 0,534 g/cm3, Natrium = 0,968 g/cm3, was fast doppelt so hoch ist.
Der Akku des VW e-Up 36 kWh wiegt 248 kg, der eines Tesla Model 3 mit 75 kWh = 478 Kilo, beim Mercedes EQC 80 KWh = 650 Kilo.


Lies mal im Artikel nach, nicht nur die erste Seite.

Da der Akku nicht komplett aus Natrium besteht (genausowenig bestehen LiFePOs komplett aus Lithium), ist das irrelevant, der Löwenanteil des Gewichtes wird durch Elektroden (hier Al statt Cu => leichter) und Elektrolyt plus Gehäuse bestritten.
Zitat von Seite 3 des Artikels:

"Natrium-Atome sind zwar dreimal so schwer wie Lithium und liefern 0,3 Volt weniger Spannung, aber der Anteil von Lithium und Natrium ist in Akkus sehr klein. Eine Kilowattstunde benötigt nur etwa 100 bis 130 Gramm Lithium oder 400 bis 500 Gramm Natrium. Die Akkus wiegen aber insgesamt mehrere Kilogramm."

Also verursacht Na statt Li ein Mehrgewicht pro kWh (!) von ca. 400 Gramm, worst case. Nicht diskussionswürdig. Und die Autohersteller sind inzwischen ganz wild auf Lithium-freie Technologien, um die schlechte Presse loszuwerden (Li-Mangel, miese Abbaubedingungen). Da nehmen die auch ein paar wenige Kilo mehr Gewicht für in Kauf.

bis denn,

Uwe

fschuen am 24 Jun 2021 15:12:25

Ich finde das auch spannend. Je früher man Optionen hat, den Bedarf an mobilen und stationären Stromspeichern mit leicht verfügbaren Materialien zu decken, desto besser für den Planeten.

Für uns Womo-Fahrer aber nicht wirklich eine Option. Der Hauptgrund, warum LFP 1:1 ins Womo passt, ist ja ein Zufall: weil die Spannungslage der 4s-Batterie hervorragend zu 6s-Bleibatterien passt. Und die restlichen Eigenschaften (Sicherheit, Stromabgabe, Entladungstiefe, Langlebigkeit, Gewicht) machen LFP als Aufbaubatterie perfekt - ich wüsste zumindest nicht, was ich verbessern wollen würde. Und wenn das Womo erst elektrisch fährt, hat sich das mit der Aufbaubatterie vielleicht eh erledigt; dann kann man hier mit den beidseitig angebrachten Solarmarkisen angeben.

Gruss Manfred

lisunenergy am 24 Jun 2021 15:23:50

Der ganz große Vorteil wäre kein Gefahrgut und die Preise dürften sehr schnell fallen, da viel besser verfügbar. Vom Aspekt Umweltschutz noch nicht gesprochen.

mafrige am 24 Jun 2021 15:28:44

Tinduck hat geschrieben:...
"Natrium-Atome sind zwar dreimal so schwer wie Lithium und liefern 0,3 Volt weniger Spannung, aber der Anteil von Lithium und Natrium ist in Akkus sehr klein. Eine Kilowattstunde benötigt nur etwa 100 bis 130 Gramm Lithium oder 400 bis 500 Gramm Natrium ...
Uwe


Hallo Uwe,

ganz so einfach ist es nicht. Ich zitiere: "Ein südkoreanischer Natrium-Ionen-Akku schaffte laut einer Veröffentlichung vom Mai 2020 etwa 500 vollständige Ladezyklen, bevor seine Kapazität auf 80 Prozent sank. Ein chemisch etwas anders aufgebauter Akku einer US-chinesischen Forschungsgruppe schaffte bei ähnlicher Ladekapazität 450 Ladezyklen. Und ein chinesischer Natrium-Ionen-Akku hatte zwar eine etwas geringerer Kapazität, behielt aber nach 1.200 Zyklen mit 12 Minuten Schnellladung noch 70 Prozent der Kapazität." Hier: --> Link

Wohlgemerkt, das stammt aus 2020, also vor einem Jahr! Um den Kapazitätsverlust auszugleichen (80% nach 500 Zyklen) und die 10 % niedrigere Ladungsdichte rechnet man mit bis zu 30 % höherem Gewicht, bei gleicher Kapazität.

Tinduck am 24 Jun 2021 16:27:07

Gerd, es nervt ein wenig, dass du den Artikel offensichtlich nicht ganz gelesen hast. Bei den Zellen, um die es dort geht, redet man schon von 1000 Zyklen bei Vollentladung und 3000 Zyklen bei 80%.

CALB will die Dinger noch 2021 für Tesla in Serie herstellen. Ich nehme deshalb mal an, sie werden nicht so furchtbar untauglich sein. Mal sehen, wann es die auf dem freien Markt gibt.

bis denn,

Uwe

fschuen am 25 Jun 2021 07:51:11

lisunenergy hat geschrieben:Der ganz große Vorteil wäre kein Gefahrgut und die Preise dürften sehr schnell fallen, da viel besser verfügbar. Vom Aspekt Umweltschutz noch nicht gesprochen.


Ich fürchte, das wird alles nichts nützen für 12V, wenn die Zellspannung nicht passt. Gefahrgut ist richtig, bei LFP aber mehr formaler Natur - wirkt sich halt auf die Logistikpreise aus. Und Umweltschutz ist vor allem eine Frage der Rohstoffgewinnung und des Lebenszyklus, vor allem am Ende. Die Natriumzellen enthalten ordentlich Nickel, kompostierbar sind die auch nicht. Und Lithium ist immer noch zu billig, als dass sich das Recycling gebrauchter Zellen lohnt.

Bei den Preisen wird es ganz interessant. Ich denke, auch bei Lithium ist der Rohstoffpreis im Vergleich zur Fertigung vernachlässigbar. Da gibt es - wie bei Chips - erst mal einen grossen Industriekunden, für den sich der Aufbau der Produktion lohnt. Nach ein paar Jahren ist dann die Investition bezahlt, dann hat man das freie Spiel der Kräfte am Markt. Da aber die Nachfrage immer weiter ansteigt und das Angebot schon jetzt knapp ist, werden die Preise nicht so bald fallen. Anders kann ich die zum Teil massiv schwankenden Preise für Zellen auch nicht erklären. Tesla weiss sehr genau, warum sie die Zellen selbst bauen (lassen) - Europa schnarcht da leider immer noch rum.

Gruss Manfred

Gast am 25 Jun 2021 08:07:16

lisunenergy hat geschrieben:Der ganz große Vorteil wäre kein Gefahrgut und die Preise dürften sehr schnell fallen, da viel besser verfügbar. Vom Aspekt Umweltschutz noch nicht gesprochen.



Ob das Thema Gefahrgut ein Thema ist, wage ich zu bezweifeln, traditionell macht sich bei dem Versand von Blei-Säure-Batterien keiner einen Kopf, auch die LiFePO mit und ohne Y werden einfach so verschickt. Im Wohnmobil sind alle drei Sorten gleich sicher oder unsicher...

Preislich sind wir mittlerweile in der Situation dass die (blauen) LiFePO billiger sind als vergleichbare Blei-Gel, wenn man die nutzbare Kapazität bedenkt sogar schon günstiger. 280 Ah unter 500,-- ist ein Wort.
Für 99% der Womo-Nutzer reicht das dicke. Man darf nicht die Wünsche der 5 oder 6 Womo-Poweruser hier als Maßstab nehmen.

Neue Batterietechnologien sehe ich ganz entspannt, wenn man gerade einen Satz braucht, o. K. Aber ansonsten einfach abwarten was so angeboten wird. Beim Kauf eines PKW darfst du sowieso nicht entscheiden, da nimmst du was im Auto drinnen ist.

willi_chic am 25 Jun 2021 08:29:00

ich denke für Euphorie ist es noch etwas früh, wenn ich die Geschichte des Li-Akkus zum Vergleich heranziehe

1980 erste Versuche
1990 erster kommerzieller Einatz
2019 Nobelpreis für Chemie

grüße klaus

Tinduck am 25 Jun 2021 11:52:00

Na ja, damals hatte auch keiner wirklich Not. Im Moment schreit die ganze Welt nach Akkus und entsprechend fliesst auch ein kleines bisschen mehr Mühe und Geld in die Entwicklung neuer Akkusysteme.

Wenn das Ding im Tesla fliegt, werden alle das haben wollen, und dann wird CALB da gutes Geld mit verdienen. Hoffentlich haben sie genug Patente :D oder halt, das interessiert in China ja eh niemanden...

Ich freu mich auf jeden Fall schon auf die Miesmacherthreads, wenn der Erste das in seinem Womo verbaut hat :roll:

bis denn,

Uwe

hypermotard am 26 Jun 2021 18:30:04

Tinduck hat geschrieben:
Ich freu mich auf jeden Fall schon auf die Miesmacherthreads, wenn der Erste das in seinem Womo verbaut hat :roll:

bis denn,

Uwe


Schön ausgedrückt!

Gast am 26 Jun 2021 19:51:39

pfeffersalz hat geschrieben:Ob das Thema Gefahrgut ein Thema ist, wage ich zu bezweifeln, .......auch die LiFePO mit und ohne Y werden einfach so verschickt.


......wie kommst Du auf diese Idee?

cinzano01 am 27 Jun 2021 01:03:25

mafrige hat geschrieben:
das Problem wird das Gewicht von Natrium gegenüber Lithium sein.


Berechne mal bitte, wie viel Lithium bei einem Teilbeladunggrad von 80% für eine Kapazität von 80%cces

cinzano01 am 27 Jun 2021 08:52:50

Ok...Im Halbschlaf sollte man keine derartigen Antworten versuchen zu erstellen..... Hmpf.


Also. Für eine Kapazität von 100Ah müssen

100Ah x 3.600s/h / 96.485As/mol

5,18mol Lithium die Seite wechseln.

Teilbeladungsgrad etwa 80% und kathodenseitig stellt man ca. die 2-3 fache Menge an Lithium bereit.

Also 5,18 / 0,8 x 2,5 macht ca. 16,2mol

Das entspricht einer Masse bei Lithium (M=6,9g/mol) von 111 g

Bei Natrium (M=22,99g/mol) 372g.


So viel zum Gewichtsproblem.....

Gast am 27 Jun 2021 09:16:03

cinzano01 hat geschrieben: :D

Das entspricht einer Masse bei Lithium (M=6,9g/mol) von 111 g

Bei Natrium (M=22,99g/mol) 372g.


So viel zum Gewichtsproblem.....


Ich finde es erschütternd wie du hier mit dem gesunden Minimalwissen der Batterie Foren Päpste umgehst. :mrgreen:

Das will doch niemand wissen...

cinzano01 am 27 Jun 2021 12:20:14

Hui, ich muss mich berichtigen.

Ein ehemaliger Chemielehrer hat mich hier gerade angeschrieben, dass meine Stoffmengenangabe nicht stimmt.

Ich hab mich vertippt!

Für die Faradaykonstante habe ich statt 96.485 As/mol 69.485 eingetippt.

Daher ist die benötigte Masse noch geringer.

Kann sich jeder selber ausrechnen.
Dennoch danke für den Hinweis und mea culpa!

Tinduck am 27 Jun 2021 14:13:48

Das nicht existente Gewichtsproblem wurde bereits im verlinkten Artikel erklärt :)

bis denn,

Uwe

mafrige am 27 Jun 2021 14:41:06

mafrige hat geschrieben: ... das Problem wird das Gewicht von Natrium gegenüber Lithium sein.

cinzano01 hat geschrieben:Berechne mal bitte, wie viel Lithium bei einem Teilbeladunggrad von 80% für eine Kapazität von 80%cces


Was sollen solche Rechnungen?
LiFePO4 Akkus heaben eine Leistungsdichte von ca. 160 - 180 Wh/kg und Na-Akku 130-140 Wh/kg.
Jetzt muss man noch folgendes wissen:
Tinduck hat geschrieben:... Zyklenzahl bei 100% Entladung ca. 1000, bei 80% ca. 3000. Gar nicht soo schlecht für den Anfang.
bis denn, Uwe


Also muss man um die 80 % und 3000 Ladungen zu erreichen, schonmal die 20 % größere Kapazität und um die Leistungsdichte nochmal ca. 10 - 15% Gewicht dazurechnen. Von den höheren Gewicht des Na- und Nickelanteils aufs Gewicht mal abgesehen.
Weiter oben habe ich bereits erwähnt, dass der Mercedes EQC 80 KWh = 650 Kilo Li-Akku, dann mit Na-Akku schon auf fast 1000 kg kommt.

Da geht noch eine Menge an Entwicklungsarbeit und Zeit einher ... :wink:

andwein am 03 Jul 2021 12:00:46

fschuen hat geschrieben:.......Ich fürchte, das wird alles nichts nützen für 12V, wenn die Zellspannung nicht passt.
Gruss Manfred

Das sehe ich erstmal genauso. Die Frage ist allerdings wer in 10 Jahren noch mit 12V arbeitet?? Wenn ich mir den Hype mit Induktionsherd, Klimaanlage und anderen Umstellungen auf Strombetrieb anschaue (gasloses Womo) dann gibt es schon in 5 Jahren die ersten 24/48V Anlagen im Aufbau, schon allein wg. der Anschlusskabelstärke.
Bis sich eine Vorserienproduktion in praxisgerechte Produkte für Womos wandelt vergeht schon noch einige Zeit!!
Wir können ja hier einmal diskutieren warum wir im Aufbau eigentlich noch mit 12V handieren. Die 12V (oder andere Spannungen) sind elektronisch schnell umgersetzt auf 24/36/48V im Aufbau!!. Ford liefert seine Chassis in 5 Jahren eh mit 48V Technik!
Gruß Andreas

ReinSig am 03 Jul 2021 13:49:55

Moderation:Bitte nutze die Zitatfunktion, wenn Du Mitglieder zitieren willst - dies macht es den anderen Nutzern leichter, Deine Texte von den Zitatinhalten zu unterscheiden. Das unvollständige Zitat wurde entfernt.


12V ist halt Allerweltstechnik u. ein Riesenmarkt. Auf 48V setzen ist für (12V Komponenten)Hersteller schon ein Problem. Mein nächstes WoMo-Ausbauprojekt wird sicher :| mit 230V~Installation ausgestattet und mit einem WR aus der Standardvoltaik. Die ganze Welt der Haustechnik steht dann zur Verfügung ... ;D

Hier 12V und Hochvolt im E-Fahrzeug(warum wohl?)
--> Link

Tinduck am 04 Jul 2021 09:11:47

ReinSig hat geschrieben:
Hier 12V und Hochvolt im E-Fahrzeug(warum wohl?)
--> Link


…weil 12 V Komponenten verfügbar und Automotive-qualifiziert sind, damit spart der Einsatz Kosten. Der 48-V-Zug muss erst Fahrt aufnehmen, dann springen auch mehr auf… wobei 48 Volt im Halbleiterbereich schon rein von der Herstellung wesentlich höhere Kosten verursacht als 12 V Technik. Für 48 V Betriebsspannung müssen die Komponenten Spitzen bis ca. 100 Volt ab können, das benötigt teurere Fertigungstechnologien.

bis denn,

Uwe

ReinSig am 04 Jul 2021 11:47:41

Für 48 V Betriebsspannung müssen die Komponenten Spitzen bis ca. 100 Volt ab können, das benötigt teurere Fertigungstechnologien.

bis denn,

Uwe

Unsere Aufdach Fotovoltaik (100 KWp) hat eine Betriebsspannung von >700V zu den Wechselrichtern ...

Tinduck am 04 Jul 2021 12:53:56

Mag sein, da sind die Elektronikkomponenten aber auch keine Cent-Artikel mehr, und die 700 Volt werden mit Sicherheit nicht ‚on chip‘ über mikroelektronische Schaltungen geführt, was im Auto bei 12 V usus ist.

Ich war auch schon mal an der Entwicklung eines Motorsteuerchips für 1200 V on chip geschaltet beteiligt, aber bei dem Preis für das Ding wäre jeder Automotive-Einkäufer blass geworden. Sowas will keiner für ne Rückleuchte oder das Radio einsetzen :D

bis denn,

Uwe

ReinSig am 04 Jul 2021 14:03:34

Tinduck hat geschrieben:Mag sein, da sind die Elektronikkomponenten aber auch keine Cent-Artikel mehr, und die 700 Volt werden mit Sicherheit nicht ‚on chip‘ über mikroelektronische Schaltungen geführt, was im Auto bei 12 V usus ist.

Uwe

Klar, on chip natürlich/wahrscheinlich nicht.
Bei 12V in der bspw. Automobilbeleuchtung wird sich soo schnell nichts ändern, da sind wir uns einig. Die Hochvoltsysteme werden jedoch sicher kommen.
Apropo --> Centartikel hier bei den WoMobilern :D bei den Preisen für die Lions. Das dürfte doch kein unüberwindliches Problem sein.

macagi am 03 Aug 2021 15:34:23

So, jetzt geht's richtig los....

"CATL stellt erste Natrium-Ionen-Akkus für Autos vor
160 Wh pro Kilogramm. 80 Prozent Akkuladung in 15 Minuten. 90 Prozent Kapazität bei minus 20 Grad Celsius. CATL startet eine neue Ära der Akku-Technik. "

Energieinhalt ähnlich wie LFP, aber viel günstiger.

--> Link

murksmax am 09 Jan 2022 21:02:04

moin,

der folgende Bericht stand am Mittwoch bei uns in der Zeitung. Wird wohl was mit den denen Akkus ...


bstocker am 09 Jan 2022 22:33:45

macagi hat geschrieben:So, jetzt geht's richtig los....

:top:
Mir gefaellt auch der Schlusssatz: "Die Technik war auch in Europa längst da. Es wollte sie nur niemand haben."

DieselMitch am 09 Jan 2022 22:37:31

Um mal den Heiligen Spekulatius einzubremsen :mrgreen: , bitte hier lesen: --> Link

Kein Wunderakku, sonder Effizienz, Effizienz, Effizienz!

bstocker am 09 Jan 2022 22:47:36

DieselMitch hat geschrieben:Kein Wunderakku, sonder Effizienz, Effizienz, Effizienz!


Auch hier ist der Schlussatz bemerkenswert: "Thomas Geiger ist freier Autor und wurde bei seiner Recherche von Mercedes unterstützt. Die Berichterstattung erfolgt davon unabhängig." - Ein Schelm, wer boeses dabei denkt. Man kann sich jede Sackgasse schoenreden (lassen) - und damit meine ich nicht die Effizienz.

DieselMitch am 09 Jan 2022 22:52:59

Schön - nur: WAS hat das mit Natrium-Akkus zu tun? Nischt, NULL, Nada.

Der Möhrzähdes hat einfach nur ein anderes Fahrzeugkonzept als die Amis, so what :wink:

dietmardd am 09 Jan 2022 23:00:48

Ich verfolge das Thema Natrium-Ionen-Akku seit einiger Zeit. Ich möchte mal klarstellen, daß es keine Natrium-Akkus gibt, sondern Natrium-Ionen-Akkus und Natrium-Schwefel-Akkus. Bei dem betreffenden weltgrößten Hersteller von Lithium-Ionen-Akkus wird intensiv an Natrium-Ionen-Akkus geforscht, allerdings ist die Massenproduktion nach meinen Kenntnissen noch mindesten 5 Jahre entfernt. Übrigens baut CATL gegenwärtig eine Batteriefabrik in Deutschland.

Der große Vorteil eines Natrium-Ionen-Akkus ist, daß Natrium im Gegensatz zu Lithium auf der Welt in riesigen Mengen vorkommt, z.B. in Form von Kochsalz. Entsprechend ist der Preis deutlich niedriger als der von Lithium. Angeblich braucht man auch keine seltenen Metalle wie Cobalt.

Im Prinzip funktioniert ein Natrium-Ionen-Akku wie ein Lithium-Ionen-Akku, nur daß statt Li-Ionen als Ladungsträger Na-Ionen dienen. Nicht nur das größere Atomgewicht von Na ist nach meinen Kenntnissen das Problem, sondern der deutlich größere Durchmesser der Na-Ionen.
Das bringt folgende Probleme mit sich:

1. Bei der gleichen Spannung sind schwerere Ionen deutlich weniger beweglich als die leichten von Li. Das bedeutet im Klartext, daß Lade- und Entladeströme deutlich langsamer sind, der Na-Ionen-Akku also träger ist.
2. Der größere Ionendurchmesser von Na führt zu massiven Problemen mit dem Anodenmaterial. Bei Lithium-Ionen-Batterien wird Graphit als Anodenmaterial benutzt. Da die Li-Ionen sehr klein sind, können beim Laden sehr viele Lithium-Ionen in das Graphitgitter eingelagert werden. Na-Ionen sind dafür zu groß. Es wird also ein Anodenmaterial gesucht, das korrosiv beständig ist und so große Lücken hat, daß Na-Ionen beim Laden eingelagert werden können und daß diese beim Entladen wieder freigegeben werden.

Aus diesen beiden Problemen ergibt sich die niedrigere Kapazität und die geringere Zyklenzahl.

Ich weiß nicht genau, an welchem Anodenmaterialien alles so geforscht wird, aber ich würde diverse exotische Gitter von C ins Auge fassen, z.B. Nanotubes und eventuell eine spezielle Pulvermetallurgie, weil mit dieser ein Anodenschaum mit definierten "Löchern" hergestellt werden kann. Die Anode ist der Knackpunkt bei der Na-Ionen-Batterie. Aus naturwissenschaftlicher Sicht haben Na-Ionen-Batterien eine niedrigere Grenzleistung als Li-Ionen-Batterien. Das kann bei größeren Ionendurchmessern gar nicht anders sein. Diese niedrigere Grenzkapazität könnte aber etwas wett gemacht werden, indem durch massive Forschung der Na-Ionen-Akku weiter entwickelt wird als der Li-Ionen-Akku.

Wegen der etwas niedrigeren Kapazität pro kg könnte es sein, daß der Na-Ionen-Akku zunächst nicht für mobile Anwendungen zum Einsatz kommt, sondern in Photovoltaikanlagen mit Speicher. Da kommt es auf Größe und Gewicht nicht so stark an wie bei mobilen Anwendungen.

bstocker am 09 Jan 2022 23:02:40

Hi Michael,

DieselMitch hat geschrieben:WAS hat das mit Natrium-Akkus zu tun? Nischt, NULL, Nada.


Stimmt. Hab ich mir gedacht, aber vergessen, es dazuzuschreiben.

LG Bernd

bstocker am 09 Jan 2022 23:07:55

dietmardd hat geschrieben:Ich verfolge das Thema Natrium-Ionen-Akku seit einiger Zeit. ...Ich weiß nicht genau, ...


Ich diesem --> Link , oben bereits einmal verlinkten Artikel, solltest du einige Antworten finden.

LG Bernd

lonsome am 09 Jan 2022 23:19:34

Hallo,

Ist zwar nicht Natrium, aber wohl eher zukunftsweisend: Was gibt es denn aktuell zum Stand von Feststoffbatterien? Da waren mal einige sehr interessante Dinge zu lesen, wie wesentlich bessere Energiedichte, schnelleres Laden, günstigere Herstellung? Weiß da jemand mehr als derzeit so zu lesen ist?

Gruß
Klaus

andwein am 10 Jan 2022 12:03:05

dietmardd hat geschrieben:Ich verfolge das Thema Natrium-Ionen-Akku seit einiger Zeit. Bei dem betreffenden weltgrößten Hersteller von Lithium-Ionen-Akkus wird intensiv an Natrium-Ionen-Akkus geforscht, allerdings ist die Massenproduktion nach meinen Kenntnissen noch mindesten 5 Jahre entfernt. Übrigens baut CATL gegenwärtig eine Batteriefabrik in Deutschland.

Und ein ganz großes "aber" ist auch die Zellspannung von 2,9V! vier Zellen sind für 12V Anlagen zu wenig und fünf Zellen sind zuviel.
Man benötigt dann eine konstante Ladespannung von ca. 15V. Da wird es schwierig mit der herkömmlichen Lade- und Verbraucherstruktur.
Fazit: Für Womoanwendungen (noch) nicht geeignet!
Meine Meinung, aber die Zukunft wird es weisen, Gruß Andreas

ManfredK am 10 Jan 2022 12:16:26

andwein hat geschrieben:....ist auch die Zellspannung von 2,9V!


Hier ist für den Natrium-Ionen Akku die Rede von einer Zellspannung von 3,43V (Performance Comparison erste Zeile) --> Link

hampshire am 10 Jan 2022 12:54:39

Die gegenüber den Lithium Akkus ressourcenschonenderen Natrium-Akkus werden bei CATL nun zunehmend produziert. In der Nähe von Erfurt wird ein CATL Produktionsstandort voraussichtlich Ende dieses Jahres fertig und soll bei einer Produktion von 14GWh Speicherleistung liegen. Das entspricht etwa der CATL Gesamtproduktion aus Q1/2021. Erheblich größere Produktionsstandorte bis 600GWh sind fast fertig bzw. im Bau. Es tut sich was.
Natürlich zielt CATL nicht auf den "12V Markt" - dass diese Batterien als Nachrüstware in unsere vorhandenen Womos kommen sehe ich wie viele hier nicht in großem Stil. Auch scheint es ausreichend Anwendung für etwas schwerere Akkus zu geben - es würde mich arg wundern, wenn CATL so verkehrt läge und an einem Markt produzieren würde. Vielmehr scheinen sie Markt zu gestalten.

Nicht Natrium-Akku aber sicher beobachtenswert ist auch was sich mit den SALD Akkus tut.

cinzano01 am 10 Jan 2022 13:34:05

Vielleicht mal ein bisschen tiefer in die Materie einsteigen:

Spannung: Pinzipbedingt haben Na-Systeme eine geringere Spannung als Li-Systeme - das liegt einfach an der Position des Elements Natrium in Bezug auf Lithium im Periodensystem. Es gibt zum Vergleich die sog. "Normalpotentiale", die eine Größenordnung abgeben, aber bei den genannten Akkus nur bedingt aussagekräftig sind. Standardpotentiale werden gegen eine mit 0V-definierte Elektrode gemessen bei einer Konzentration von 1 mol/l in wässrigen Systemen. In Li-, als auch Na-Akkus liegen die Konzentrationen anders und es gibt keinen wässrigen Elektrolyten. Dennoch bleibt ein merklicher Spannungsabstand zu Li, so dass die Na-Zelle einfach eine geringere Spannung ausweist. Da Arbeit als das Produkt von Stromstärke, Spannung und Zeit ist, kann ich bei gleicher Ladung (Bauraum) eben weniger Arbeit unterbringen. Chemie und Physik lässt sich nicht überlisten.

Es gibt Li-Akkus, die benötigen zusätzlich seltene Elemente, wie Cobalt, Nickel, Mangan (NMC) im Kathodenmaterial. Das sind die Li-Akkus mit einer Nennspannung von ca. 3.7V. Diese weisen die bislang höchste Speicherdichte auf.

LiFePO4-Akkus hingegen benötigen das nicht. Eisen ist in sehr großer Menge Verfügbar. Beim Phosphor ist da schon eher ein Limit. Im Vergleich zu den in der Landwirtschaft und Tensidindustrie benötigten Mengen, sind die Größenordnungen bei Akkuspeichern aber verschwindend gering und somit nicht wesentlich limitierend.

Anders sieht es bei den Ableiterfolien aus. Li-Batterien benötigen auf der Kathode Aluminium und an der Anode zwingend Kupfer. Letzteres wirkt wieder bei einer Massenanwendung limitierend.
Na-Systeme können auf beiden Seiten Aluminium verwenden. Al gilt nicht als limitierend.

Li-Systeme benötigen auf der Anodenseite eine Speichermatrix für die neutralen Lithiumatome. Üblicherweise ist dies Graphit in manchen Fällen auch durch Beimengungen von Silizium. Letzteres wäre ein hervorragendes Speichermedium, der Einsatz ist aber sehr sehr schwierig aufgrund der kristallinen Eigenschaften von Si.
Na-Systeme benötigen wegen des größeren Atomradius eine angepasste Matrix. Kohlenstoff ist aber auch hier das Mittel der Wahl. Allerdings scheint hir noch viel Luft nach oben. Eben eine klassische Fragestellung für Festkörperchemie.

Was noch wenig verstanden wurde, im Gegensatz zu Li, ist auf der Anodenseite die elektrochmische Anbindung des elektrolytischen Mediums an die Feststoffmatrix über die sog. "SEI" (Solid Electrolyte Interface). Hier sind große Stellschrauben zu erwarten aber auch noch viel Zeit und Arbeit zu investieren. Und hier scheint auch CATL eine deutlichen Wissensvorsprung herausgearbeitet zu haben,wie die SEI bei der Produktion in stabiler Weise erzeugt werden kann. Der übliche Weg, wie bei den Li-Systemen scheint hier nicht zu funktionieren. Die Details hier würden den Rahmen völlig sprengen.



Mein Fazit daher:

a) Natriumtechnologie wird massiv kommen im Bereich stationärer Speicher und auch bei Fahrzeugen aufgrund der günstigen Rohstoffverfügbarkeit. Den Daten zufolge gibt es auch große Vorteile beim Laden bei tiefen Temperaturen. Die systemisch bedingte geringere Energiedichte kann durch Anpassung der Fahrzeuge und weiteren Verbesserungen an den Elektroden zum Teil kompensiert werden. Im Bereich stationärer Speicher ist die geringere Energiedicte nicht relevant.

b) LiFePO4 wird weiter absehbar eine größere Rolle spielen im Bereich der Substitution der 12V-Systeme (und Vielfache davon).

c) Für unseren Anwendungszweck auf Na-Akkus zu warten, macht überhaupt keinen Sinn.

andwein am 10 Jan 2022 16:46:38

cinzano01 hat geschrieben: Mein Fazit daher:
a) Natriumtechnologie wird massiv kommen im Bereich stationärer Speicher und auch bei Fahrzeugen aufgrund der günstigen Rohstoffverfügbarkeit.
c) Für unseren Anwendungszweck auf Na-Akkus zu warten, macht überhaupt keinen Sinn.

Erst einmal Dank für diesen Beitrag.
Zweitens, das mit der Anwendung sehe ich genauso
Gruß Andreas

dietmardd am 10 Jan 2022 21:38:45

Üblicherweise ist dies Graphit in manchen Fällen auch durch Beimengungen von Silizium. Letzteres wäre ein hervorragendes Speichermedium, der Einsatz ist aber sehr sehr schwierig aufgrund der kristallinen Eigenschaften von Si.


Kannst Du das bitte erläutern?

cinzano01 am 10 Jan 2022 22:24:19

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