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Produktbild: Batterien

Batterien Grundlagen, Systeme, Anwendungen

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Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

14.12.2022

Abbildungen

226

Verlag

Wiley-VCH

Seitenzahl

576

Maße (L/B/H)

24.1/17.3/2.9 cm

Gewicht

1112 g

Farbe

Weiß / Dunkellila

Auflage

1. Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-527-33883-2

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

14.12.2022

Abbildungen

226

Verlag

Wiley-VCH

Seitenzahl

576

Maße (L/B/H)

24.1/17.3/2.9 cm

Gewicht

1112 g

Farbe

Weiß / Dunkellila

Auflage

1. Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-527-33883-2

Herstelleradresse

Wiley-VCH GmbH
Boschstraße 12
69469 Weinheim
DE

Email: wiley-vch@kolibri360.de

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  • Produktbild: Batterien
  • 1. Einleitung

    Was sind Energiespeicher? Batterien im Vergleich zu anderen Energiespeichertechnologien und grundsätzliche Eigenschaften; Batterien sind nur eine Option zur technischen und wirtschaftlichen Optimierung von Energiesystemen und stehen in Konkurrenz zu anderen Energiespeichertechnologien und alternativen Systemlösungen.

    TEIL 1: GRUNDLAGEN

    2. Elektrochemische Grundlagen

    Spannungs als Ergebnis einer Ladungsträgertrennung; thermodynamische Gleichgewichtsspannung (Nernst Gleichung) und Ruhespannung; Kinetik (Butler-Volmer-Gleichung); Haupt und Nebenreaktionen und Nutzung von Ersatzschaltbildern zur Verdeutlichung der Strompfade beim Entladen und Laden.

    3. Laden und Entladen von Zellen und Batterien

    Entlade- und Ladekurven sind für alle Batterietechnologien ähnlich und können durch die Butler-Volmer-Gleichung abgeleitet werden;

    Zellen in Reihe und die Notwendigkeit von Batteriemanagementsystemen bei Batterietechnologien ohne Nebenreaktionen.

    4. Aufbau von Elektroden, Zellen und kompletten Batteriesystemen

    Elektrochemische Anforderungen "Drei-Phasen-Grenze" diktiert den Aufbau aller Batterien (Elektroden mit großer makroskopischer Fläche, poröse Struktur mit sehr großer mikroskopischer Fläche und geringem Abstand)

    5. Thermische Eigenschaften von Zellen und Batterien

    Anisotrope Wärmeleitfähigkeit und inhomogene Wärmekapazität führt zu inhomogener Temperaturverteilung. Die Wärmeerzeugung hängt von der Stromamplitude (nicht-quadratisch) und von der Stromrichtung ab. Zellen können bei Stromfluss auch kälter werden.

    6. Alterungseigenschaften von Zellen und Batterien

    Definition von Lebensdauerende als nicht mehr gewährleistete Funktionserfüllung; Lebensdauerprognosemodelle

    7. Zustandsbestimmung von Zellen und Batterien

    Ladezustand - komplexer Begriff und schwierige Bestimmung, State of Energy, State of Health and State of Function, State of Safety

    8. Batteriemodelle

    Shepherd-Modell als Basis für Look-up Tabellen; Fokus auf Ersatzschaltbildmodelle wegen unmittelbarer Verständlichkeit, örtlich aufgelöste Modelle zur Darstellung von Inhomogenitäten

    9. Parameterbestimmung

    Kapazität und Innenwiderstand in Abhängigkeit von Temperatur, Stromamplitude und Stromrichtung, Messung von Relaxationszeiten im Zeitbereich oder Frequenzbereich

    10. Batterieanalytik

    Übersicht über die üblichen Methoden zur Bestimmung von Materialeigenschaften

    TEIL 2: SYSTEME

    11. Übersicht über Batteriesysteme

    Die Dominanz von Blei-Säure- und Lithium-Ionen-Batterien ist das Ergebnis ihrer technischen und wirtschaftlichen Überlegenheit für viele wichtige Anwendungsbereiche.

    12. Blei-Säure-Batterien

    Umfassende Darstellung der elektrochemischen Grundlagen, Materialien, Eigenschaften und Einsatzgrenzen

    13. Lithium-Ionen-Batterien

    Umfassende Darstellung der elektrochemischen Grundlagen, Materialien, Eigenschaften und Einsatzgrenzen

    14. Andere Batterietechnologien

    Übersicht über kommerziell noch oder in Zukunft vielleicht relevante Batteriesysteme

    TEIL 3: ANWENDUNGEN

    15. Übersicht über Anwendungen

    Kenntnis des Leistungsverlaufs im Detail ist entscheidend. Batterien werden meistens mit hoher Stromdynamik betrieben (Wechselstromanteil kann Gleichstromanteil deutlich übersteigen).

    Wirkungsgrad als problematische Kenngröße

    16. Starterbatterien für Fahrzeuge (Starting, lighting, ignition, SLI)

    Überwiegend noch Blei-Säure-Batterien wegen Kostengründen und guten Tieftemperatureigenschaften ? dass Gute ist der Feind des Besseren

    17. Batterien für die Elektromobilität

    Fast ausschließlich Lithium-Ionen-Batterien ? zukünftig der dominierende Markt

    18. Traktionsbatterien für den innerbetrieblichen Transport

    Unterordnung unter die betrieblichen Anforderungen (Preis, Gewicht selten ein Nachteil und oft vorteilhaft). Lithium-Ionen-Batterien noch seltene Ausnahmen

    19. Stationäre Anwendungen von Batterien

    Sehr inhomogener Markt mit sehr unterschiedlichen Anforderungen

    20. Batterien für portable Anwendungen

    Inzwischen fast ausschließlich Lithium-Ionen-Batterien mit der bei weitem höchsten Stückzahl.

    Anhang A: Übersicht über Begriffe

    Anhang B: Sicherer und umweltverträglicher Umgang mit Batterien

    Anhang C: Normenübersicht

    Anhang D: Elektrochemische Impedanzspektroskopie

    Anhang E: Säureschichtung