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--- energievorsorge [2024-04-02 15:19:41] – [NiCd-Akku] manfred
+++ energievorsorge [2024-11-06 16:39:43] (aktuell) – [Lebensdauer von LR06-Batterien] manfred
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   * [[https://youtu.be/ZJCeuMD5A6Y|Der große Batterietest | AA + AAA]]
-    * mit Entladestrom von  **5 mA**, ist nach ca. **25000 Stunden** auf ca. 1,2V abgefallen
+    * mit Entladestrom von  **5 mA**, ist nach ca. **25000 Stunden** (ca. 2,8 Jahre) auf ca. 1,2V abgefallen
-    * mit Entladestrom von **20 mA**, ist nach ca.  **6000 Stunden** auf ca. 1,2V abgefallen
+    * mit Entladestrom von **20 mA**, ist nach ca.  **6000 Stunden** (ca. 8 Monate) auf ca. 1,2V abgefallen
 ===== Energiespeicherung (Batterien / Akkumulatoren) =====
+==== AL-Ionen-Akku ====
+[[https://youtu.be/n9BwO6LvF_U|Aluminium-Ionen-Batterien könnten eine Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien sein.]]
+Aluminium-Ionen-Batterien sind billiger und sicherer als Lithium-Ionen-Batterien. Sie können schneller geladen werden, können aber auch Dendriten bilden.
+==== NiFe-Akku ====
+Der [[https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Eisen-Akkumulator|Nickel-Eisen-Akkumulator]], auch Edison-Akkumulator, wurde um 1900 entwickelt. **Er gilt als langlebig und robust.** Er ist verwandt mit dem Nickel-Cadmium-Akkumulator (hat ca. 7% weniger Kapazität); allerdings wird statt des giftigen Cadmiums Eisen verwendet. Erste Patente für den NiFe-Akku wurden im Jahr 1901 erteilt, die Serienreife war 1908 erreicht.
+Nickel-Eisen-Akkus haben eine sehr hohe Lebensdauer von mindestens 8 Jahren bei hoher Beanspruchung und bis zu 25 Jahren bei geringerer Belastung. Bei guter Handhabung sind 3000 bis 4000 Ladezyklen möglich. Wichtig für eine lange Haltbarkeit ist, dass die Temperatur des Elektrolyten beim Laden nicht auf über 45 °C steigt.
+Der NiFe-Akku wurde in Grubenlampen und in verschiedenen Kraftfahrzeugen eingesetzt. Es gab z. B. die Option, einen Detroit Electric mit NiFe-Akkus von Edison zu kaufen. Teilweise sind NiFe-Akkus in physikalischen Labors und Schulen im Einsatz.
+Aufgrund der extrem hohen Lebensdauer sind diese Akkus vor allem für USV-Systeme und in Bahnfahrzeugen gebräuchlich.
+Der Nickel-Eisen-Akkumulator gilt als mechanisch und elektrisch unempfindlich. Insbesondere ist eine Schädigung durch Überladung oder Tiefentladung, wie von anderen Akkumulatoren bekannt, bei diesen Zellen von vergleichsweise geringer Auswirkung. Diese Eigenschaften haben zu einer gewissen Wiederbelebung der Technologie im Bereich der dezentralen Stromversorgung geführt.
+Forscher in den USA haben eine Elektrode aus Nickelhydroxid-Partikeln auf Graphen entwickelt. Als passend dazu stellte sich die Eisenelektrode heraus und führte zur Wiederentdeckung des Nickel-Eisen-Akkumulators. Weder schnelles Auf-, Über- noch Tiefentladen führen zu Schäden.
+**2016** wurde eine Variante eines Nickel-Eisen-Akkumulators präsentiert, die zugleich zur Herstellung von Wasserstoff per Elektrolyse fähig ist. Die Zelle kann wie ein herkömmlicher Akkumulator geladen und entladen werden. Erreicht der Akkumulator seine Kapazitätsgrenze und wird weiter Strom zugeführt, wird Wasserstoff produziert, der anschließend gespeichert für andere Zwecke zur Verfügung steht. Laborergebnisse zeigten einen Wirkungsgrad von 80–90 %, womit er höher ist als bei herkömmlichen Nickel-Eisen-Akkumulatoren als auch bei alkalischen Elektrolyseuren. Auch deuten Tests auf eine sehr gute Haltbarkeit der Zellen hin. Gefertigt werden sie aus den reichlich vorhandenen Elementen Nickel und Eisen, edle Katalysatoren wie z. B. Platin bei PEM-Elektrolyseuren werden nicht benötigt.
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 //**1910** begann die industrielle Fertigung der NiCd-Akkumulatoren in Schweden.//
-Nur [[https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Cadmium-Akkumulator|Nickel-Cadmium-Akkumulatoren]] haben mit Tiefentladung kein Problem, sie können sogar kurzgeschlossen gelagert werden!
+Nur [[https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Cadmium-Akkumulator|Nickel-Cadmium-Akkumulatoren]] **haben mit Tiefentladung kein Problem, sie können sogar kurzgeschlossen gelagert werden!** Sie können mehrere Jahre in entladenem Zustand gelagert werden, ohne Schaden zu nehmen.
-Der Elektrolyt bleibt während der Ladung und Entladung des Akkumulators unverändert. NiCd-Akkumulatoren haben eine nominale Spannung von 1,2 V (praktisch, je nach Bauart: bis 1,3 V) und sie haben einen geringen Innenwiderstand. NiCd-Akkus müssen bei einer Restspannung (Entladeschlussspannung) von 0,85–0,9 V wieder aufgeladen werden. Der Memory-Effekt ist schwach ausgeprägt. Eine bei anderen Technologien selten anzutreffende Eigenschaft ist das hervorragende Tieftemperaturverhalten von NiCd-Akkumulatoren. Selbst bei −40 °C besitzt ein Akku mit Faserstrukturplatten-Technik noch über 50 % seiner nominellen Kapazität bei Raumtemperatur.
+Der Elektrolyt bleibt während der Ladung und Entladung des Akkumulators unverändert. NiCd-Akkumulatoren haben eine nominale Spannung von 1,2 V (praktisch, je nach Bauart: bis 1,3 V) und sie haben einen geringen Innenwiderstand. NiCd-Akkus müssen bei einer Restspannung (Entladeschlussspannung) von 0,85–0,9 V wieder aufgeladen werden. Der Memory-Effekt ist schwach ausgeprägt. Eine bei anderen Technologien selten anzutreffende Eigenschaft ist das hervorragende Tieftemperaturverhalten von NiCd-Akkumulatoren. Selbst bei −40 °C besitzt ein Akku mit Faserstrukturplatten-Technik noch über 50 % seiner nominellen Kapazität bei Raumtemperatur. Bei Überladung des Akkumulators wird an der negativen Elektrode Wasserstoff und an der positiven Elektrode Sauerstoff produziert; man sagt der Akku „gast“. Auch Falschladung (Verpolen) beschädigt eine Zelle durch Ausgasen an der Anode. Hohe Ladezustände bei der Lagerung von NiCd-Akkus führen zu Kristallwachstum an der Cd-Elektrode. Kristalle können die Trennschichten durchbohren und so einen inneren Kurzschluss der Zelle verursachen. NiCd-Akkus lassen sich am besten bei 40 % Ladezustand lagern, um eine Tiefentladung zu vermeiden und ein Kristallwachstum zu reduzieren.
+Es kann in einer Batterie aus reihengeschalteten NiCd-Zellen ein einheitlicher Ladezustand erreicht werden, indem diese gezielt mit geringem Strom (1/10 der Kapazität pro Stunde) überladen wird. Zellen mit einem bereits hohen Ladestand wandeln die überschüssige Energie in Wärme um, ohne dabei irreversible Schäden zu erleiden. Dieses Verfahren ist bei anderen Akkutypen nicht oder nur eingeschränkt möglich. Weiterhin haben NiCd-Zellen günstige Eigenschaften bei Temperaturen unter 0 °C.
+__Aufgrund der Giftigkeit des Cadmiums dürfen NiCd-Akkus nicht über den Hausmüll entsorgt werden.__
 //Im **Dezember 2004** verabschiedete der EU-Ministerrat eine Richtlinie, um die technische Nutzung von Cadmium zu reduzieren. Vorbehaltlich der Zustimmung des EU-Parlaments war vorgesehen, dass die Mitgliedsstaaten __innerhalb von zwei Jahren das Inverkehrbringen von Nickel-Cadmium-Akkus durch nationale Gesetze verbieten__. Auf Wunsch einiger Mitgliedsstaaten, darunter auch Deutschland, wurden unter anderem schnurlose Elektrowerkzeuge von dem Verbot zunächst ausgenommen, weil „für Elektrowerkzeuge nicht sichergestellt ist, dass gleichwertiger Ersatz aktuell verfügbar ist“. Diese Ausnahme sollte vier Jahre nach Inkrafttreten der Richtlinie überprüft werden, um das Cadmium-Verbot dann möglicherweise auszudehnen.//
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-==== Nano LTO Akku ====
+==== Lithium-Eisenphosphat (LFP) ====
+Die LFP-Zellen sind sehr **preiswert** aber nicht so langlebig und robust wie die LTO-Zellen. Allerdings langlebiger und robuster als LiIo-Zellen.
+==== Lithium Titanate (LTO) ====
+Die [[https://de.wikipedia.org/wiki/Lithiumtitanspinell|LTO]]-Zellen sind **sehr langlebig und robust aber teuer**.
 [[https://youtu.be/LgucKC14xxM|Nano LTO Akku - 72s voll & unbegrenzte Zyklenfestigkeit]]