Akkuzellen und Akkupacks Schlüsseltechnologie der Elektromobilität

Dr. Jens Würtenberg ist Redakteur des Fachmedium Elektronik und betreut dort die Ressorts Wirtschaft, Distribution, Forschung & Entwicklung, Stromversorgung, Konsumelektronik und Multimedia sowie Beruf und Karriere. jwuertenberg@weka-fachmedien.de

Lithium-Ionen-Akkus und -Akkupacks können bei dem heutigen Stand der Technik noch nicht das letzte Wort sein. Soll die Elektromobilität ein Erfolg werden, sind weiterer Fortschritte erforderlich: Steigerung der Energiedichte, Reduzierung des Gefährdungspotentials und Recycling-Verfahren, bei denen die Wertstoffe wiedergewonnen werden können.

Das Thema der Woche "Batterien und Akkus" beleuchtet diesmal mehrere Aspekte der Speicherung von elektrischer Ladung. Zuallererst geht es um die Steigerung der Energiedichte bei den Akkupacks. Ein wesentlicher Stolperstein der Elektromobilität sind nämlich die vergleichsweise schweren Akkupacks, deren Ladezeiten im Vergleich zu der Zeit, die zum Betanken eines Formel-1-Rennwagens an der Box benötigt wird, endlos erscheint. Ohne weitere Fortschritte in der technischen Entwicklung wird es schwer werden, Elektroautos in der vorgegebenen Stückzahl (1 Mio. bis 2020) abzusetzen. Lesen Sie hierzu den Beitrag "Aufholjagd bei Lithium-Ionen-Akkus" von Elektronik-Redakteur Helmuth Lemme.

Ein weiterer Aspekt besteht in den Gefahren, die von Lithium-Ionen-Akkupacks ausgehen. Die Brände der Tesla-Elektromobile und in den Boeing-Dreamlinern haben es nochmals ins Bewusstsein gerückt, dass die Konstruktion von Akkupacks mit hohen Kapazitäten nicht trivial ist und hier der Teufel im Details steckt. Natürlich besteht auch bei mit Benzin und Kerosin betriebenen Fahrzeugen bei Fahrlässigkeit oder einem schweren Unfall oderdie Gefahr eines Brandes, aber bei den Akkupacks kommt noch die gespeicherte elektrische Ladung als mögliche Gefahrenquelle für den Menschen hinzu. Entsprechend rigoros sind dann auch die Vorschriften für Lagerung, Transport und Betrieb von Lithium-Ionen-Akkupacks. Der Kurzbericht von Elektronik-Redakteur Mathias Bloch "Wieder Probleme mit Lithium-Ionen-Akkus" reißt die bestehenden Probleme an.

Schließlich wird, bei einer erfolgreichen Umsetzung des Programms der Bundesregierung zur Elektromobilität, das Recycling der Lithium-Ionen-Akkuzellen und Akkupacks zu einer besonderen Herausforderung. Fallen heute jährlich mehrere hundert Tonnen Lithium-Ionen-Akkuzellen und Akkupacks als "Abfall" an, so wird sich diese Menge in einem erheblichen Umfang steigern. Da insbesondere die Demontage und Verwertung der Lithium-Ionen-Akkupacks wegen des hochreaktiven Lithiums eine Herausforderung darstellt, fördert die Bundesregierung schon jetzt Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die zukünftig benötigten Recyclingtechniken. Dazu zählt auch das Forschungsprojekt "LithoRec", das in dem Beitrag "Recycling von Lithium-Ionen-Akkus" ausführlich dargestellt wird.

Weitere Beiträge, u.a. über "integrierte Akkus" oder den "Salzwasser-Akku" vervollständigen diese Zusammenstellung von Beiträgen aus dem Fachmedium Elektronik über den Stand der Dinge bei Akkuzellen und Akkupacks.