Priusfreunde.de

Ob ein Tesla während einer Tasse Kaffee bald geladen werden kann?

Der Akku ist bei Smartphones die Schwachstelle: Zu schnell leer, zu lange die Ladezeit. Ein israelisches Team scheint nun eine Lösung zu haben, bei der die Batterie nach Sekunden wieder voll ist.


www.welt.de/wirtschaft/webwelt/article12...30-Sekunden-auf.html

Da bin ich etwas skeptisch

Bei kleinen Smartphone Akkus mag das noch funktionieren, da die Oberfläche (die die Verlustwärme abgeben kann) relativ zum Gesamzvolumen groß ist. Wie bei kleinen Tieren, die haben deshalb auch einen höheren Energieverbrauch pro kg Körpermasse.

Bei großen Akkus muß daher erst der Wirkungsgrad deutlich gesteigert werden.

Wenn ich z.B. in einen Akku 50kWh hineinpumpe und er einen angenommenen Verlust (Wirkungsgrad, danke Haribo) von 10 % hat, dann fallen 5kWh innen an Wärme an. (2,5 Heizlüfter auf Maximum stellen und eine Stunde laufen lassen. Da wird nicht nur ein Badezimmer mollig warm). Wenn aber diese Abwärme-Energie in z.B. einer Minute frei wird und dann noch in einem im Vergleich zum Zimmer kleinen Volumen entsteht kann man sich vorstellen, dass da einige 100°C entstehen können. Und dann schmelzen die Separatoren und die geladenen 50kWh heizen den Akku weiter auf so dass es zu einem Brand kommt und das Auto wäre Schrott.

Aber wenn das nicht nur ein Trick ist und der Wirkungsgrad gesteigert worden wäre wäre es natürlich ganz toll.

Gruß alupo

alupo schrieb:


Da wird nicht nur ein Badezimmer mollig warm).

Na toll, Akku laden und gleichzeitig die Wohnräume beheizen

wgaustria schrieb:
alupo schrieb:


Da wird nicht nur ein Badezimmer mollig warm).

Na toll, Akku laden und gleichzeitig die Wohnräume beheizen

Richtig, im Winter könnte man das als Standheizung verwenden. Wieviel an Investitionsausgaben man da einspart da man keine separate mehr kaufen und einbauen muß...

alupo schrieb:
[ ... ]
Wenn ich z.B. in einen Akku 50kWh hineinpumpe und er einen angenommenen Wirkungsgrad von 10 % hat, dann fallen 5kWh innen an Wärme an.
[ ... ]
Gruß alupoHallo alupo, du meinst sicher einen Umsetz/Ladefaktor von 1,1 (1,0 mal der eingesetzten Ladeenergie geht in die chemische Batteriereaktion/Ladung und 0,1* der ein gesetzten Ladeenergie wird in Wärme umgewandelt)
Grüsse, Helmut

PS. bei 10% Wirkungsgrad würden ja nur 5kWh in die Ladung des Akkus gehen und 45kWh in Wärme übergehen, aber das meintest du ja nicht

---> de.wikipedia.org/wiki/Ladewirkungsgrad

haribo schrieb:
alupo schrieb:
[ ... ]
Wenn ich z.B. in einen Akku 50kWh hineinpumpe und er einen angenommenen Wirkungsgrad von 10 % hat, dann fallen 5kWh innen an Wärme an.
[ ... ]
Gruß alupoHallo alupo, du meinst sicher einen Umsetz/Ladefaktor von 1,1 (1,0 mal der eingesetzten Ladeenergie geht in die chemische Batteriereaktion/Ladung und 0,1* der ein gesetzten Ladeenergie wird in Wärme umgewandelt)
Grüsse, Helmut

PS. bei 10% Wirkungsgrad würden ja nur 5kWh in die Ladung des Akkus gehen und 45kWh in Wärme übergehen, aber das meintest du ja nicht

---> de.wikipedia.org/wiki/LadewirkungsgradHabe das Wort "Wirkungsgrad" durch "Verlust" ersertzt, danke für den Hinweis

Hallo alupo.
Jetzt ist alles i.O, verständlich und gut erklärt
Das Thema Wärmenester ist immer ein Thema bei Akkupacks und -verpackungen!

Hallo!

Ich habe ein wenig gerechnet und bin auf keine brauchbare Lösung gekommen.
Nehmen wir mal an ein Akku hat 1000mAh. Das heißt ich kann 1000mA eine Stunde lang entnehmen. Die gleiche Energie zurück (bei 100% Wirkungsgrad angenommen) wurde eine Stunde dauern, damit die 1000mAh wieder in der Batterie sind. Wenn das ganze viel schneller gehen soll, dann nur mit mehr Ampere. Bei einer gewünschten Ladezeit von 6min sind wir schon bei 10A. Nun soll das aber in ca. 30Sekunden zu schaffen zu sein. Bei 0,6min bin ich schon bei 100A.
Das diese Werte utopisch sind, sollte jeder erkennen.
Die einzige Lösung die ich sehe, ist die Spannung zum Laden zu erhöhen. Bei einer Erhöhung von 5V auf 50V reduziert sich der Strom wieder auf 10A. Das sind zwar noch hohe Werte, aber schon eher vorstellbar.
Die Spannung noch weiter erhöhen bringt die Gefahr von Stromschägen mit sich.

Auf der Web-Seite der Firma ist leider nichts zu lesen, wie das funktionieren soll.

Jürgen

So schnelle Ladungen werden wahrscheinlich nicht mit Strom gemacht. Der Träger der Energie könnte das Elektrolyt sein. Wenn es seine Energie abgegeben hat, wird es entfernt und durch neues ersetzt. Das verbrauchte Elektrolyt kann dadurch in aller Ruhe wieder "geladen" werden.

VG Erirad

erirad schrieb:
So schnelle Ladungen werden wahrscheinlich nicht mit Strom gemacht. Der Träger der Energie könnte das Elektrolyt sein. Wenn es seine Energie abgegeben hat, wird es entfernt und durch neues ersetzt. Das verbrauchte Elektrolyt kann dadurch in aller Ruhe wieder "geladen" werden.

VG Erirad

Querverweis:
www.priusfreunde.de/portal/index.php?opt...amp;id=242701#243811

Hallo!

In dem Video der Firma wird ein Handy (Android) mit einem dicken Akku hinten dran mit Strom geladen.

Das Elektrolyt austauschen kommt beim Handy bei den meisten wohl nicht gut an.

Beim Auto nennt man das wohl Brennstoffzelle.

Jürgen

Bullit schrieb:
Hallo!

Ich habe ein wenig gerechnet und bin auf keine brauchbare Lösung gekommen.
Nehmen wir mal an ein Akku hat 1000mAh. Das heißt ich kann 1000mA eine Stunde lang entnehmen. Die gleiche Energie zurück (bei 100% Wirkungsgrad angenommen) wurde eine Stunde dauern, damit die 1000mAh wieder in der Batterie sind. Wenn das ganze viel schneller gehen soll, dann nur mit mehr Ampere. Bei einer gewünschten Ladezeit von 6min sind wir schon bei 10A. Nun soll das aber in ca. 30Sekunden zu schaffen zu sein. Bei 0,6min bin ich schon bei 100A.
Das diese Werte utopisch sind, sollte jeder erkennen.
Die einzige Lösung die ich sehe, ist die Spannung zum Laden zu erhöhen. Bei einer Erhöhung von 5V auf 50V reduziert sich der Strom wieder auf 10A. Das sind zwar noch hohe Werte, aber schon eher vorstellbar.
Die Spannung noch weiter erhöhen bringt die Gefahr von Stromschägen mit sich.

Auf der Web-Seite der Firma ist leider nichts zu lesen, wie das funktionieren soll.

JürgenBei 100% Wirkungsgrad müsste der Innenwiderstand 0 Ohm sein. Damit ginge bei der normalen Ladespannung der Strom gegen unendlich. Und damit auch die übertragene Leistung. In Folge wäre der Akku auch sofort geladen, ohne höhere Spannung. Die Spannung kann man sich als "Druck", den Strom als
"Menge" vorstellen.

Aber einen Akku mt 0 Ohm wird es nicht geben. Und damit keinen Akku mit 100% Wirkungsgrad. Und daher wird ein gewisser %-Satz im Akku als Wärme frei. Und je nach der Temperaturstabilität der inneren Akkumaterialien wird die eintragbare Leistung in den Akku begrenzt. Und jetzt reden wir wieder über spürbare Ladezeiten, abhängig von der Verlustleistung, des Wärmeabfuhrpotential (Wärmewiderstand) und dem was der Akku langfristig auszuhalten vermag.

Gruss alupo

Hallo Alupo!

Ich habe einen Wirkungsgrad von 100% angenommen um die Rechnung zu vereinfachen.
Die Idealisierung von Bauelementen wird häufig bei der einfachen Berechnung angewendet.

Meine Kernaussage bleibt davon unberührt. Nehme ich einen Wirkungsgrad von 50% für die Batterie, die ich nicht kenne, dann müssten sogar 200A eingesetzt werden.

Jürgen

PC-Welt Meldung dazu

Weder der Ladestrom, noch die Kapazität oder Ladespannung ist in der Praxis von Bedeutung. Schlicht der Innenwiderstand des Akkus und damit die Grundlage der Verluste, die zu 99% in Verlustwärme überführt wird, ist hier relevant.

Daran scheitert das Unterfangen. Es macht hier keinen Sinn, einen Akku mit Null Innenwiderstand zu unterstellen, den kann es aus physikalischen Gründen nicht geben. Und hochkapazitive und spannungsfeste Kondensatoren, die für unsere Zwecke geeignet wären, gibt es auch nicht. Es geht ja um Energiespeicherung über längeren Zeitraum. Formel 1 und deren Kerr ist was Anderes.

Bei Batterien und Akkus laufen chemische Reaktionen ab. Bei jeder chemischen Reaktion entsteht Wärme.

Bei Primärzellen = Batterien, geht die elektrochemische Reaktion nur in eine Richtung. Eine Primärzelle kann nur entladen werden!!!

Bei Sekundärzellen = Akku, geht die elektrochemische Reaktion in beide Richtungen.
Der Begriff Sekundärzelle rührt aus der Tatsache, dass die elektrochemische Reaktion durch Zuführung von Strom rückgängig, also umgedreht, werden kann und der Energiefluss also in zwei Richtungen stattfindet.

Der Innenwiderstand ist nichts weiter als an Maß über die konstruktiven Zusammenhänge (egal ob primär oder sekundärzelle)
Natürlich ist man bemüht die Reaktionsflächen möglichst groß und damit den Innenwiderstand möglichst klein auszubilden. Entweder durch spezielle Wickeltechniken, bzw. geschicktes Packen von Reaktionsplatten (Bleiakku) oder wie hier (im referenzierten Link im Eingangsthread beschrieben) durch Verfahrensanleihen aus der Nanotechnologie auf die Reaktionsflächen angewendet.

Wie man aber hocheffiziente elektrochemische Reaktionen (Aufladen im Sekundenbereich) hinbekommt, ist sicher technisches Neuland und in Batterie/Akkupacks angewendet für mich nicht vorstellbar.
Das balancing(Lastverteilung) von in serie geschalteten Zellen (im Lade- als auch im Entladefall) ist heute schon eine Wissenschaft für sich!!!

Erirad geschrieben:
So schnelle Ladungen werden wahrscheinlich nicht mit Strom gemacht. Der Träger der Energie könnte das Elektrolyt sein. Wenn es seine Energie abgegeben hat, wird es entfernt und durch neues ersetzt. Das verbrauchte Elektrolyt kann dadurch in aller Ruhe wieder "geladen" werden.

Hallo Erirad. Eine Primär/Sekundärzelle, dessen Energie im Elektrolyten steckt; muß noch erfunden werden
Wenn du das erfindest, ist das ideale Elektroauto nicht mehr fern, dann gibt es Tankstellen zum Elektrolytwechsel der Fahrzeugakkus

Grüsse, Helmut