Batterie: Die Revolution der Lithium-Luft wird (möglicherweise) nicht stattfinden ...

[Christophe]

Kleine Analysen zur Leistung des lang erwarteten Lithium-Air-Akkus ... eine Revolution, die vielleicht nicht stattfindet ... weil seine spezifische Leistung im Vergleich zu den derzeit besten Akkus extrem niedrig ist: Bis zu 800-mal weniger!

Die einzige Quelle der Zahlen ist Wikipedia. Wenn Sie andere finden, posten Sie sie hier und korrigieren Sie sie.

Von: Transport, elektrische / Akku-toshiba-SCIB-nachgeladen en 6-Minuten-a-500kw-t15395.html

Li-air-charge-discharge.jpg (281.19 KIO) Zugriff auf 4366-Zeiten

Über Lithium-Luft-Batterien haben wir:

a) Eine Massenenergie, die um mehr als flüssige Brennstoffe konkurrieren kann, alle korrigierten Erträge, also ausgezeichnet!

In der Theorie wissen Lithium-Luft-Batterien, wie 3,5 kWh / kg gespeichert werden. Aus technologischen Gründen (Substrat, Batterieisolierung ...) ist die tatsächliche Energiedichte jedoch wahrscheinlich niedriger. Die den Rädern zugeführte Dichte von 1,7 kWh / kg kann jedoch aufgrund eines besseren Wirkungsgrades der Elektromotoren im Vergleich zu den thermischen Motoren berücksichtigt werden

Quelle: https://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_lithium-air

b) Massenleistung (und Volumen) im Vergleich zu aktuellen Lithiumbatterien sehr gering

Geringe spezifische Leistung (200 W / kg - 500 W / L)

Quelle: https://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulat ... ithium-air

Im Vergleich dazu kann ein aktueller Lipo (der Beste) bis zum 95-fachen seines Spitzenstroms liefern!

Ein aktueller Lipo, der um die 0.2 kWh / kg liegt ...kann daher 95C mit 19 kW / kg mit Strom versorgen !!

Es ist wirklich riesig und es ist 19 / 0.2 = 95-mal, was eine Lithium-Luft liefern kann !! Und 5 kg Batterie kann daher in Spitzenzeiten nicht weit von 100 kW liefern!

Aber ok, bei diesen Entladeströmen wird es sehr heiß und die Batterien halten nicht lange (200 300 max Zyklen), wenn sie vorher nicht explodieren ... aber immer noch ...

Ein Lipo, das in 5C funktioniert (wir finden kein unter 15C auf dem Markt), das sehr vernünftig ist, würde eine Leistung von 0.2 * 5 = 1 kW / kg liefern ... Es ist immer noch 5-mal mehr als eine Lithium-Luft auf der Leistungsstufe

Das bedeutet, dass wir nicht viel Strom pro kg Lithium-Luft-Batterie ziehen können. Sie sind daher nur für Installationen mit geringem Stromverbrauch oder für statische Installationen vorgesehen, die letztendlich den Vorteil eines interessanten Akkus zunichte machen Massenenergie

Und um die Vergleichsberechnung abzuschließen, kann ein Lithium Air mit 200 / 1700 = 0.12 C arbeiten ... es ist 800-mal weniger als ein Lipo 95C ...

Nach der Recherche ... aber trotzdem ... wird die Lithium Air Revolution in Kürze nicht mehr möglich sein ...

[Christophe]

In diesem 2009-Artikel wird das Problem der Massenmacht überhaupt nicht erwähnt: https://www.usinenouvelle.com/article/l ... te.N120192

[Gaston]

Man könnte sich "gemischte" Batterien vorstellen, die eine (große) Lithium-Luft mit einem (mittleren) Lithium-Ionen oder sogar mit einigen Superkondensatoren verbinden.

Das Ganze kann für eine begrenzte Zeit eine große Kraft und für den Rest der Zeit eine bescheidene Kraft bereitstellen.

Ein "durchschnittliches" Elektroauto benötigt 20 kW Leistung, um auf der Autobahn mit 110 km / h zu fahren.
Aber sie braucht 50kW, um die Rippen zu erklimmen (für ein paar Minuten) und 100kW, um wie ein tolles Kéké zu starten (für weniger als eine Minute)

Ein Lithium-Luft-Akku mit 150 kg (ohnehin 255 kWh) könnte 30 kW kontinuierlich liefern, was ausreicht, um einen Li-Ionen-Akku mit 50 kg (10kWh) zu unterstützen ), die die Beschleunigungen liefern würde.

[Christophe]

Man könnte sich "gemischte" Batterien vorstellen, die eine (große) Lithium-Luft mit einem (mittleren) Lithium-Ionen oder sogar mit einigen Superkondensatoren verbinden.

Ja, ich habe gerade darüber nachgedacht, als ich die obige Nachricht schrieb: Endlich "Hybrid" -Batterien herstellen, bei denen jede Batterie entsprechend dem Strombedarf / Energieverbrauch verwendet wird ... kurz gesagt, nutzen Sie das Beste aus jeder Technologie, um daraus eine ultra-globale Batterie zu machen effizient in Energie und Energie ...

Es ist eine gute Idee und die Erbauer von "ernsthaften" Elektrofahrzeugen müssen bereits dabei sein (ansonsten liegt es daran, dass sie große Nazis sind ... ) ...

Und mit 250 kWh an Bord von Li-Air (entweder genug für mehr als 1000 km ...) oder der "Energie" -Batterie kann man sich leicht vorstellen, dass diese Batterie ein "Power" -Lithium-Ion sanft aufladen würde. das Auto anhalten (um nicht zu oft aufladen zu müssen ...)

[Gaston]

Und mit 250 kWh an Bord von Li-Air (entweder genug für mehr als 1000 km ...) oder der "Energie" -Batterie kann man sich leicht vorstellen, dass diese Batterie ein "Power" -Lithium-Ion sanft aufladen würde. das Auto anhalten (um nicht zu oft aufladen zu müssen ...)

Es kann sogar durch Wegrollen aufgeladen werden, wenn die zum Vorrücken erforderliche Leistung geringer ist, als sie bereitstellen kann.

[Christophe]

Äh ja, es ist möglich, aber mit einer besser kontrollierten Kipplast ist es immer noch besser dran ... und stabiler ...

[EnerCh]

Um ein wenig mit Zink / Luft-Batterien gespielt zu haben, ist der Schwachpunkt die Kathode. Die 1 / 2 O2 + H2O + 2e- → 2OH- Reaktion ist sehr langsam. Und sobald Sie Strom ziehen, fällt die Spannung ab.
Ok, es gibt kein Wasser für Lithiumluft (sonst boom!), Aber man muss Sauerstoff in die Luft nehmen.

Ich starte die Berechnung des Luftvolumens für eine Leistung von 100 kW mit einer Zellenspannung von 4V:

100 * 1000 (Watt) / 4 (Volt) / 96500 (Coulomb -> Mol) / 2 (2 Elektronen) * 22,4 (Liter / Mol) / 0,21 (O2 / Luft-Verhältnis) = 13,8 Liter / zweite!

Und es ist tatsächlich viel mehr zu sehen, dass wir der Luft an der Kathode nicht den gesamten Sauerstoff entziehen können ... Sonst sinkt die Spannung und der Strom.
Technometall / Luft sind eindeutig eher für hohe Kapazität / geringen Strom.

[Christophe]

Können Sie die Berechnung des erforderlichen Luftvolumens näher erläutern?

[EnerCh]

Können Sie die Berechnung des erforderlichen Luftvolumens näher erläutern?

100 kW unter 4V ist 25 000 A (es ist wahrscheinlich 250A unter 400 V, aber das ändert nichts an der Berechnung).

1 A ist 1 Coulomb pro Sekunde.
Ein Mol ist 96500 Coulomb.

25 000A erfordert 0,26 Mol pro Sekunde. (25 000 / 96500)
Ein Mol Sauerstoff entspricht 22,4 Litern bei Normaldruck. In der Luft befindet sich jedoch nur 21% Sauerstoff.
Daher ist 22,4 / 0,21 = 106 Liter Luft, um ein Mol Sauerstoff zu haben.

25 000A benötigt daher 0,26 * 106 = 27,6 Liter Luft pro Sekunde.
Sauerstoff nimmt jedoch 2-Elektronen in die Reaktion auf, dividiert also durch 2 oder 13,8 Liter pro Sekunde.

Seitenfläche ist es nicht besser: Es wird angenommen, dass 100 mA cathX cm2 bereits ein sehr guter Wert ist.
Für 25 000A benötigen Sie die 250 000 cm2-Kathode 25 m2.
Und so bringen Sie diese 25-Kathode m2, die der Luft ausgesetzt ist, im Batteriefach unter ....

[Christophe]

Vielen Dank für die Details, ich bin es nicht gewohnt, aus Amps Maulwürfe zu machen!

Wir können daraus schließen, dass die Lithium-Luft-Batterien mit heiligen Gebläsen gekoppelt werden müssen ... und den dazugehörigen Filtern, um die Kathode nicht zu verschmutzen!

Dies wird notwendigerweise die Gesamteffizienz des Akkus verringern, aber angesichts seines Potenzials wird es immer noch interessant sein!

Für die freiliegende Kathodenoberfläche finde ich es nicht ganz leicht lösbar? Mit feiner Dünnschicht können wir viel Austauschfläche in einem eher kleinen Volumen platzieren ...