Videncenter for Batterier - Teknologier

Kjeld  Nørregaard

Jeg er din kontaktperson

Skriv til mig

Indtast venligst et validt navn
Eller dit telefonnummer
Sender besked
Tak for din besked
Vi beklager

På grund af en teknisk fejl kan din henvendelse desværre ikke modtages i øjeblikket. Du er velkommen til at skrive en mail til Send e-mail eller ringe til +45 72 20 13 17.

Videncenter for Batterier - Teknologier

Blysyre:

Batterier af blysyre-typen er en velkendt og etableret teknologi med mere end 130 års historie i køretøjer. Blybatterier er forholdsvis billige i indkøb og er stadig det mest almindelige genopladelige batteri på verdensplan. Bly er et almindeligt forekommende materiale, men det er sundhedsfarligt og miljøskadeligt. I de industrialiserede lande er der derfor et effektivt genanvendelsessystem. Blybatterier anvendes stadig til elektrisk transport bl.a. i gaffeltrucks, elektriske scootere, handicap-køretøjer mm.

Nikkel-metal-hydrid

Nikkel-metal-hydrid-batteriet afløste nikkel-cadmium batteriet. Batteriet indeholder i modsætningen til cadmium-batteriet ingen giftige tungmetaller og har en højere energitæthed. Batteriet blev anvendt i mindre elektronik som bærbare PC’ere indtil lithium-ion teknologien tog over.

Smeltet salt:

(NaAlCl eller NaNiCl) er en batteriteknologi, der består af salt som elektrolyt, men typisk i kombination med nikkel, aluminium eller lignende. Denne batteriteknologi er særlig egnet til højtemperaturmiljø, idet arbejdstemperaturen er mellem 245°C og 350°C. Smeltet salt batterier kan dog også have fordele i områder med meget lave temperaturer, da batteriets belastningsevne ikke påvirkes af omgivelsestemperaturen. Ved høj intensitet, det vil sige dagligt brug, holder batteriet sig varmt og så nærmer ydelse og effektivitet sig litium-ion batterier. Den passive ”selvafladning” er dog relativ høj (typisk 14-18% per døgn afhængig af isolering og omgivelsestemperatur), da smeltet salt-batteri vedligeholder sin høje temperatur ved hjælp af egen energi. Det relative energitab falder med stigende størrelse (mindre overflade, større volumen). Teknologien bliver derfor normalt først interessant ved 10kWh og opefter.

Den cykliske levetid anses for rimelig, det vil her sige 2000 til 3000 cycles. Der findes nogle få standard konfigurationer bl.a. en 48V-løsning, som  anvendes i forbindelse med mobiltelefon-stationer.

Lithium-ion:

Litium-ion er en overordnet fælles betegnelse for en lang række forskellige batteriteknologier. Betegnelsen dækker over en lang række forskellige sammensætninger af materialer – alle i forbindelse med litium – fx kobolt, mangan, jernfosfat, titanium, grafit – enkeltvis eller i kombination med hinanden. Siden introduktion af teknologien i 1990'erne har der været skarp konkurrence om at forbedre energiindhold og fra et meget højt niveau er priserne nu ved at blive konkurrencedygtige i forhold til blysyre-teknologien, når der ses på omkostningen i hele levetiden.

Litiumjernfosfat:

(også kaldet LiFePO4 eller LFP), er en væsentlig gren af litium-ion teknologierne. LFP er generelt en ret robust og sikker teknologi. Energitætheden er lidt mindre end mange øvrige Li-Ion varianter, men LFP vejer væsentligt mindre end tilsvarende bly-baserede batterier. Der kan være et stort spænd i indkøbspriserne når man sammenligner LFP og Bly, og billige LFP-batterier kan i nogle tilfælde yde det samme som dyre bly-batterier. Som de fleste andre batteriteknologier begynder LFP-batterier at tabe levetid, når temperaturen bliver for høj. Den cykliske levetid anses for at være rimelig god, det vil sige 2000 til 5000 cycles for LFP, når den anvendes korrekt og beskyttes af et egnet BMS (Battery Management System).

 

Bly

Salt-nikkel

Nikkelmetal-hydrid

Lithium-ion (Li-ion)

Litium-ion jernfosfat (LFP)

Anvendelse

Startbatteri i biler samt til fritidsbrug i både, husvogne, UPS anlæg, Billigere solcelle lagre

Back-up for telekommuni-kationsanlæg, UPS-anlæg, jernbane, elbil, varevogne mm

Hybrid biler; Håndværktøj; trådløse telefoner; solcellelamper

Bærbart udstyr, højenergibatteri i el-biler,

Labtops, mobiltlf, kamera, håndværktøj, robotter til haven

Sikkert højenergibatteri til elektrificering af transport og opgradering fra bly
Fordele

Billig og kendt teknologi.

Kan anvendes uden BMS.

Standard komponent, der kan lades med standardladere.

Kan fungere under mere ekstreme høje og lave temperaturer –

Kan laves uden eksotiske eller miljøfarlige materialer

Høj energitæthed,

i forhold til nikkel-cadmium-typer er der ingen memory-effekt,

Billig og robust

Højeste energitæthed for genopladelige bat.

Mulighed for høj effekttæthed (til hobbyformål findes batterier med 120C effekt)

Er meget robust og kan klare flere lade-cyklusser end andre teknologier

Ulemper

Lav energitæthed =Er meget tungt

Tåler kun frost i opladet tilstand.

Forseglede typer har lang opladningstid 4 – 16 timer

Højt stand-by forbrug til

at holde batteriet opvarmet, når det ikke er i brug.

Kræver ekstern energi for at aktivere et størknet batteri.

Nogle typer har en lidt højere selvafladning

Risiko for overophedning pga. energitæthed, der kan opstå gnister ved kortslutning

Ikke så høj energi-

densitet som andre Li-Ion batterityper

Slidtage

Dybdeafladning ødelægger batteriet

Mekanisk vibration og mange størkne-smelte cyklusser kan nedbryde batteriet

Overopladning slider på batteriet

 

Opbevaring og brug ved høje temperaturer (>45 °C) forringer levetiden og ødelægger batteriet. Dybdeafladning og overopladning slider voldsomt.

Opbevaring og brug ved høje temperaturer

(>45 °C) forringer levetiden og ødelægger batteriet.

Dybdeafladning og overopladning slider voldsomt.

Temperatur-

afhængighed

Mister kapacitet ved lave temperaturer. Reduktion på 25-30 % fra 20 °C til -10 °C.

Kulde og varme

påvirker ikke selve batteriets levetid, men måske den

påbyggede elektronik

Kan anvendes ved lave temperaturer, men lavere effekt og energi. Reduktion på 5-10 % fra 20 °C til -10 °C[1]

Temperatur-følsom.

Opladning kun ved meget lav effekt eller helt

frarådet, når temperaturen er under 0°C.

Reduktion af ydeevne jo lavere temperaturen er.

Temperaturstyring anbefales.

Temperatur-følsom, men der findes varianter, der kan yde ned til -40°C.

Opladning kun ved meget lav effekt eller helt frarådet, når temperaturen er under 0°C.

Reduktion af ydeevne jo lavere temperaturen er.

Temperatur-styring anbefales.

Gen-anvendelse

Miljøfarlig. Kun bortskaffelse til genanvendelses-system

Kan genanvendes.

Kan indgå i produktion af stål

Mindre miljøfarlig, men bør gen-anvendes for indvinding af nikkel-ressourcen

Kan genanvendes, så nettobehov for litium og sjældne stoffer reduceres. Genanvendelses-muligheder i Tyskland.

Kan genanvendes, så nettobehov for litium og sjældne stoffer reduceres.

Genanvendelses-muligheder i Tyskland.