Batterien

Langjährige Erfahrung und biobasierte Anwendungen ermöglichten es Jongia, in das neue und schnell wachsende Geschäftsfeld des Energiemarktes vorzustoßen. Die Rühr- und Mischanlagen von Jongia erfüllen extreme Kriterien hinsichtlich Emissionswerten, Wellenausrichtungstoleranzen und Rotationsgenauigkeit.

Batteriechemikalien mit Jongia-Mischtechnik!

Batteriechemikalien können in drei Hauptkategorien eingeteilt werden,

Elektrolyte für sekundäre Lithium-Ionen-Batterien,
Elektrolyte für Lithium-Primärbatterien,
Elektrolyte für Superkondensatoren.

Als einer der vier wesentlichen Bestandteile von Lithiumbatterien (d. h. Anode, Kathode, Separator, Elektrolyt) bestehen Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien aus Lösungsmittel, Lithiumsalzlösung und Zusatzstoffen. Es ist für den Transport der Lithium-Ionen verantwortlich und gilt als das „Blut“ der Batterie. Es ist ein entscheidender Faktor für die hohe Spannung, die hohe spezifische Energie und andere Vorteile von Lithium-Ionen-Batterien.

Die neuesten Energiemärkte erfordern Mischtechnik mit geringstem Stromverbrauch

Elektrolyt für eine Million Elektroautos

Ein großer chinesischer Batterieproduzent Ein großer chinesischer Batteriehersteller stellt seit über einem Jahrhundert Elektrolyt her, den Hauptbestandteil von Lithium-Ionen-Batterien. Heute ist dies die beliebteste Methode zur Stromversorgung von Elektroautos und elektronischen Geräten wie Smartphones, Laptops, Bluetooth-Kopfhörern und Herzschrittmachern. Solche Batterien sind leistungsfähiger und gleichzeitig umwelt- und benutzerfreundlicher: Sie haben eine längere Lebensdauer und weisen eine hohe Energiedichte auf. Der Hauptzweck der Elektrolytproduktionsanlage in Polen ist für den Automobilmarkt und insbesondere für Elektroautos bestimmt. Mit dieser neuen Fabrik spielt Polen und insbesondere Srem eine große Rolle in der europäischen Lithiumbatterieproduktion für Elektroautos. Jongia hat den Zuschlag für die Lieferung der Rührwerke für den Elektrolytproduktionsprozess erhalten. Mit einer Reihe von Rührwerken, die für jeden der Prozesstanks maßgeschneidert und für die Elektrolytproduktion ausgerüstet sind, hat Jongia bewiesen, dass es die richtige Wahl für Rührwerke auf dem Markt der Elektrolytbatterieproduktion ist!

Anwendungen

Elektrisch

Batterien

Biogas

Batterien erklärt

Eine Batterie ist ein Gerät, das eine Ladung hält. Sie besteht aus drei Teilen: der positiven Elektrode (Anode), der negativen Elektrode (Kathode) und einer Elektrolytlösung. Wenn Sie z. B. den Knopf einer Taschenlampe drücken, fließt Strom vom Minuspol zum Pluspol durch die Batterie und die Glühbirne. Das liegt daran, dass die Batterie Chemikalien enthält, die es den Elektronen ermöglichen, vom Minuspol zum Pluspol zu wandern. Außerdem gibt es eine Elektrolytlösung, die die Bewegung von positiv geladenen Natriumionen (Na+) von der negativen zur positiven Seite ermöglicht. Solange genügend Energie in der Batterie gespeichert ist, fließt weiterhin ein elektrischer Strom durch die Zelle. Die Chemie einer Batterie hängt davon ab, welche Art von Reaktion im Inneren der Zelle stattfindet. Es gibt vier Haupttypen von Batteriechemien: Bleisäure, Nickel-Cadmium, Lithium-Ionen und Zink-Luft. Jede Batteriechemie weist eine Reihe von einzigartigen Merkmalen auf. Blei-Säure-Batterien haben beispielsweise eine geringe Kapazität, eine hohe Selbstentladungsrate und eine schlechte Lagerfähigkeit. Andererseits haben Lithium-Ionen-Batterien eine sehr hohe spezifische Kapazität, eine gute Zykluslebensdauer und eine ausgezeichnete Sicherheit.

Die Chemie einer Batterie

Eine Batterie ist eigentlich eine ganz einfache Sache – nur ein Behälter mit Chemikalien, die Elektronen speichern. Wenn man den Pluspol einer Batterie an etwas anschließt, das Elektronen abgeben will, wie eine Glühbirne, erzeugt man Strom. Und wenn man den Minuspol der Batterie an etwas anschließt, das Elektronen braucht, z. B. einen Motor, erzeugt man Strom. Wie funktionieren also Batterien? Nun, es gibt einige verschiedene Typen. Aber fangen wir mit dem einfachsten Typ an – der einzelligen Batterie. Sie werden in den meisten tragbaren elektronischen Geräten wie Handys, Laptops, Tablets und Kameras verwendet. Sie bestehen aus einer einzigen elektrochemischen Zelle. Als Nächstes haben wir die mehrzellige Batterie. Diese werden in größeren Geräten verwendet, die viel Strom verbrauchen, wie Autos, Boote und sogar Flugzeuge. Sie enthalten normalerweise mehrere elektrochemische Zellen, die in Reihe geschaltet sind. Ein Auto könnte beispielsweise sechs in Reihe geschaltete 12-V-Bleiakkus haben. Damit erhalten wir 24 Volt, genug, um ein kleines Elektroauto zu betreiben.

Schließlich kommen wir zum großen Vater aller Batterien – der wiederaufladbaren Batterie. Diese dienen der Notstromversorgung im Notfall. Sie werden in eine Steckdose gesteckt und übernehmen die normale Stromversorgung. Wenn der Hauptstrom ausfällt, haben Sie immer noch Zugang zu Strom. Wiederaufladbare Batterien sind großartig, weil man sich keine Gedanken über das Auswechseln leerer Batterien machen muss.

Energie – Kontakte

Tom Pruymboom

Verkaufsleiter

Gebiet weltweit

Jan Siert Tjeerdsma

Projektleiter

Technischer Spezialist

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Ist die Natrium-Ionen-Batterie die nächste Generation nachhaltiger Batterien?

Die Natrium-Ionen-Batterie (NIB oder SIB) ist ein wiederaufladbarer Batterietyp, der Natriumionen (Na+) als Ladungsträger verwendet. Das Funktionsprinzip und der Zellaufbau sind fast identisch mit denen der Lithium-Ionen-Batterien (LIB), allerdings wird Lithium durch Natrium ersetzt.

Wie sieht das Recyclingverfahren für Lithium aus?

Derzeitige kommerzielle Lithium-Ionen-Batterien enthalten hauptsächlich Übergangsmetalloxide oder -phosphate, Aluminium, Kupfer, Graphit, organische Elektrolyte, die schädliche Lithiumsalze enthalten, und andere Chemikalien. Daher wird dem Recycling und der Wiederverwendung von verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien von vielen Forschern immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Aufgrund der hohen

Mischen von Elektrolyt für Ionen-Lithium-Batterien

Der Elektrolyt als Grundlage für Ionen-Lithium-Batterien spielt eine Schlüsselrolle für den Transport der positiven Lithiumionen zwischen Kathode und Anode und folglich für die Lade- und Entladeleistung der Batterie. Daher muss es auf mögliche Verunreinigungen überprüft werden. Gleichzeitig ist der Elektrolyt

Aber was passiert im Inneren einer Batterie? Das wollen wir herausfinden.

Electroden

Die Anode und die Kathode sind die beiden Pole einer Batterie. Sie sind wichtig, denn ohne sie gibt es keinen Stromfluss. Anoden und Kathoden sind in der Regel Metalle oder ein anderes Material, das Strom gut leitet. Bleiplatten eignen sich zum Beispiel hervorragend als Anoden in Batterien. Zink eignet sich gut als Kathode.

Elektrolyt

Die Batterie selbst ist eine Ansammlung von Metallplatten, die durch einen Isolator getrennt sind. Diese Platten werden Elektroden genannt, weil sie wie kleine „Platten“ wirken, die Elektronen sammeln und sie in die chemische Reaktion schicken. Die Elektroden bestehen normalerweise aus Kupfer, Nickel, Aluminium, Zink oder Blei. Ein Elektrolyt ist das, was das Ganze zum Funktionieren bringt. Es ist eine Flüssigkeit, die den Durchgang von positiv geladenen Ionen ermöglicht. Das ist wichtig, denn ohne Elektrolyt gäbe es nicht genug Leitfähigkeit, um Elektronen zu bewegen. Ohne einen Elektrolyt wäre die Batterie leer. Wir verwenden einen Elektrolyten, um sicherzustellen, dass die Elektronen nicht einfach in den Weltraum abfließen. Wenn sie das täten, würde die Batterie ihre Fähigkeit verlieren, Energie zu speichern. Der Elektrolyt hält also alles zusammen.

Chemische Reaktionen

Die chemische Reaktion, die in Batterien abläuft, heißt Oxidation-Reduktion. Bei der Oxidation wird etwas zerlegt und in einfachere Bestandteile zerlegt. Wenn man etwas reduziert, wird es in der Regel kleiner und leichter. Die Reduktion findet normalerweise in Gegenwart von Sauerstoff statt. Oxidationsmittel sind Chemikalien, die den gegenteiligen Prozess bewirken: Sie zersetzen Stoffe und machen sie größer. Im Falle einer Batterie sind Oxidationsmittel Chemikalien wie Kaliumhydroxid, die mit Metallen wie Zink reagieren und Verbindungen wie Zinkoxid bilden. Diese Oxide werden als Kathoden bezeichnet. Reduktionsmittel sind Chemikalien, die wie Katalysatoren wirken und den Reduktionsprozess beschleunigen. Sie werden häufig verwendet, weil sie nicht mit dem zu zersetzenden Metall reagieren. Ein Beispiel für einen Reduktionsmittel ist Schwefelsäure. Schwefelsäure reagiert mit Wasserstoffgas und erzeugt Wasserdampf. Wasserdampf tut nicht viel, außer zu verdampfen. Dabei werden jedoch die Wasserstoffatome mitgerissen, die sonst für den Abbau des Metalls verwendet würden. Zurück bleiben die Metallverbindung – das Oxid – und einige freie Protonen, die sich mit den Elektronen aus dem Metall verbinden und positiv geladene Teilchen, die Kationen, bilden. Wenn die Elektronen die positive Elektrode erreichen, werden sie von den dortigen Kohlenstoffmolekülen eingefangen und bilden negativ geladene Teilchen, die sogenannten Anionen. So weit sieht alles ziemlich normal aus. Aber jetzt kommt der eigentliche Clou. Wenn die Batterie vollständig geladen ist, sind die Anionen und Kationen ausgeglichen, und es fließt keine Ladung. Wenn die Batterie jedoch nicht ganz voll ist, fließt ein Teil der Anionen in den Elektrolyten. Solange noch genügend Anionen im Elektrolyt vorhanden sind, funktioniert die Batterie einwandfrei. Sobald die Anionen jedoch aufgebraucht sind, funktioniert die Batterie nicht mehr. Aus diesem Grund verwenden die meisten modernen Batterien einen Separator, um zu verhindern, dass sich die Anionen mit den Kationen vermischen. Separatoren sind poröse Materialien, die die Anionen durchlassen, aber die Kationen daran hindern, sich zu vermischen. Wenn Sie jemals eine Autobatterie gesehen haben, wissen Sie, wie wichtig eine gute Dichtung ist, damit die Anionen nicht auslaufen. Das Gehäuse einer Batterie ist so konzipiert, dass die Luft draußen bleibt, aber ein Separator verhindert, dass die Anionen entweichen.

Produktionszahlen für Batterien

Lithium-Ionen-Batterien werden sich in den nächsten Jahrzehnten zur dominierenden Energiespeicherlösung entwickeln, so ein Bericht von BNEF. Das Marktforschungsunternehmen geht davon aus, dass die weltweite Produktion von Lithium-Ionen-Batterien von heute rund 50 Gigawatt bis 2023 auf über 278 Gigawatt jährlich ansteigen wird. Dieses Wachstum ist vor allem auf die sinkenden Kosten in Verbindung mit der wachsenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und erneuerbarer Energieerzeugung zurückzuführen. Doch während die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien seit 2010 drastisch gesunken sind, ist der Preis des Rohstoffs selbst relativ stabil geblieben. Zum Vergleich: Der Durchschnittspreis für Lithiumcarbonat, eine der Hauptkomponenten für die Herstellung von Batterien, fiel von 6.000 US-Dollar pro Tonne im Jahr 2011 auf knapp 4.500 US-Dollar im Jahr 2017. Dies deutet darauf hin, dass die Branche bald einen drastischen Anstieg des Angebots erleben könnte, auch wenn die Welt noch Wege finden muss, um große Mengen an Strom zu speichern, der von Windturbinen und Solarpanelen erzeugt wird. Neben den sinkenden Kosten bieten Lithium-Ionen-Batterien auch Vorteile wie ihr geringes Gewicht und ihre hohe Temperaturbeständigkeit. Diese Eigenschaften bedeuten, dass sie ideal für die Speicherung von Energie sind, die durch intermittierende erneuerbare Energien wie Wind und Sonne erzeugt wird.

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