Videncenter for Batterier - Teknologier
Vælg side
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 udmærker sig ved øget sikkerhed, længere levetid og mindre behov for problematiske råstoffer da der ikke anvendes kobolt og nikkel. LFP har tidligere været den billige udgave af litium batterier, men prisudviklingen af NMC type batterier til elbiler har udlignet pris niveauet. Energitætheden er lidt mindre end mange øvrige Li-Ion varianter, men LFP vejer væsentligt mindre end tilsvarende bly-baserede 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. |