Neuer Akku-Typ

[wus]

http://media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?news=809fbb2f-95f0-4995-b5c0-10ae4c50c934

Bin schon gespannt ob und wann erste mit dieser Technologie realisierte Produkte kommerziell erhältlich werden, und wie sie sich in der Praxis bewähren. 20 Jahre und 10000 Zyklen Lebensdauer, und das kombiniert mit einer bisher nie dagewesenen Schnellladefähigkeit, wäre schon toll.

Würde allerdings auch neuartige Ladegeräte erfordern. Wenn ich mal von einem Akku wie dem der in meinem Handy steckt ausgehe (der hat 3,2Ah): um den in 2 min auf 70% voll zu laden müsste man rein rechnerisch (noch ohne Berücksichtigung irgendwelcher Verluste) mit durchschnittlich 67 Ampere laden - ein heftiger Strom der Leitungen üblicher Stärke in Sekundenschnelle zum Schmelzen bringt. Außerdem: Mit angenommenen 5 Volt Ladespannung bräuchte das Ladegerät eine Leistung von 335 Watt - auch nicht gerade ein Pappenstiel, und derzeit sicherlich nicht im Formfaktor eines Steckernetzteils zu realisieren.

Vor diesem Hintergrund sieht die Spezifikation des neuen USB 3.1 Typ C Steckers (http://www.chip.de/news/USB-3.1-Typ-C-Stecker-ist-fertig-Produkte-ab-2014_71955671.html), mit dem Laden bis 100 Watt möglich werden soll, schon wieder völlig veraltet aus. Obwohl 100 Watt gegenüber den mit dem derzeitigen USB 3.0 nominell möglichen 4,5 Watt schon ein Riesen-Fortschritt wäre...

Ich bin ja echt gespannt.

[Mario190]

Das klingt ja schoneinmal richtig spannend, leistungsfähigere Akkus wären schon was feines für Elektroautos.

Aber bei deiner Rechnung blicke ich nicht so ganz durch. Daher möchte ich das mal selbst durchgehen.
Du gehst von einem 3,2Ah Akku aus, bei vermutlich 3,7V Nennspannung. Macht insgesamt eine Kapazität 11,84Wh. Sprich du könntest eine Stunde lang knapp 12W aus dem Akku nehmen. Oder unter Vernachlässigung der zerstörerischen Ströme eine Sekunde lang 42624W. Oder einfacher ausgedrückt, wir haben eine Kapazität von 42,6kJ.
Nun möchten wir hiervon knapp 30kJ in zwei Minuten aufladen, damit komme ich auf etwas unter 250W die benötigt würden. Mit deinen 335W hast du beinahe eine Volladung "von 0 auf 100" in zwei Minuten erreicht. Aber auf die schrecklichen 67 Ampere komme ich dann irgendwie auch wieder genau (zumindest im Inneren, bei 5V Anlegespannung sinds bei mir "nurnoch" 50Ampere).
Aber wie kommst du auf die Idee, dass die benötigte Leistung von der Spannung abhängt? In meiner Physik ist die Leistung gleich Spannung mal Stromstärke.
Nichtsdestotrotz, dann verwenden wir in Zukunft halt keine Trafos mehr vor dem Endgerät und laden mit Netzspannung. Die zukünftige Vorschaltelektronik muss das einfach aushalten :crazy:. Aber ein Ampere klingt doch richtig human :D

Und wegen USB 3, dann lade ich mein Handy eben 5 Minuten lang am PC, ist heute ja auch schon so, dass der Ladevorgang über den Rechner länger dauert -> Die gute alte Zeit bleibt dank dieser neuen Akkutechnik erhalten :top:

[dude700]

Bin schon gespannt ob und wann erste mit dieser Technologie realisierte Produkte kommerziell erhältlich werden,

das liest sich ja alles sehr nett, aber ich sehe das Haupteinsatzgebiet für derartige Akkus eher nur in der elektrifizierten Mobilität. Bisher ist die Leistungsdichte bzw. Gewicht pro gespeicherte Energieeinheit von Akkus nicht sehr attraktiv, auch weil Hochstrom-Anwendungen meist problematisch sind. Dort wird es sicher Bedarf an solch neuen Akkus geben, allein wegen der verkürzten Ladezeit.
Außerdem dauert es von "Erfolgsmeldungen" aus der Wissenschaft bis zum fertigen, erschwinglichen Massen-Produkt doch seine Zeit, daher möchte ich - zwar ungern aber doch - die Vorfreude etwas dämpfen...

Im Elektronik-Consomer-Bereich fürchte ich werden es am Ehesten noch stromsaugende Smartphones schaffen solch einen Akku zu erhalten, eben mit demselben Argument der rascheren Akkuladung. Denn ehrlich gesprochen- welcher Hersteller hat Interesse daran, dass die Konsumenten ihre (Kamera-)akkus nur alle 20 Jahre zu tauschen brauchen? Smartphones haben auch einen Lebenszyklus der 2 Jahre selten übersteigt. Warum darin investieren? Auch Tablets sind schon in einem Formfaktor der gut transportabel ist und das bei über einem Tag Akkulaufzeit.
Außer der schnellen Ladefähigkeit sehe ich jetzt leider nichts was Konzerne interessieren könnte. Bis längere Lebensdauern von Akkus beworben werden ists wohl noch ein längerer Weg...

[steve.hatton]

das liest sich ja alles sehr nett, aber ich sehe das Haupteinsatzgebiet für derartige Akkus eher nur in der elektrifizierten Mobilität.
...

Da sind die Ladeströme auch weniger ein Problem weil mit 380V/400V oder gleich mit Doppellader im Auto ( s.Tesla) mit 32A geladen werden kann, womit sogar "zuhause" in weniger als 2 Std eine Ladung für ca. 200km Wegstrecke erfolgen kann.

Rechnet man das auf die o.g. neuere Akkutechnoligie hoch wird`s mehr als hochinteressant.

[wus]

Nun möchten wir hiervon knapp 30kJ in zwei Minuten aufladen, damit komme ich auf etwas unter 250W die benötigt würden. Bei dieser Rechnung gehst Du anscheinend auch von der Nennspannung von 3,7 Volt aus, damit käme ich auch auf knapp 250W. Aber um zu laden - damit Strom in den Akku fließt - muss die von außen angelegte Spannung natürlich höher sein als die des Akkus selbst. Heutige LiIon (und ich glaube auch LiPo) Schnelladegeräte legen dazu eine Spannung an die etwas höher ist als die Ladeschlussspannung, die derzeit bei den gängigen Li-Akkutypen bei 4,2 Volt liegt. Also 4,5 Volt. Und dann habe ich einfach einen Wirkungsgrad des Ladereglers von knapp 90% angenommen, und dass er aus 5 Volt gespeist wird.

Ziemlich viele Annahmen, ich weiß... genau genommen wissen wir ja noch nicht mal ob der neue Akkutyp das gleiche Spannungsniveau hat wie bisherige LiIons. Das muss nicht so sein, es gibt auch letzt schon andere Technologien, auch wenn sie sich nicht auf breiter Basis durchgesetzt haben...

Außerdem dauert es von "Erfolgsmeldungen" aus der Wissenschaft bis zum fertigen, erschwinglichen Massen-Produkt doch seine Zeit, daher möchte ich - zwar ungern aber doch - die Vorfreude etwas dämpfen...Das weiß ich nur zu gut, ich verfolge derartige Entwicklungen schon seit den frühen 90ern und habe immer wieder von märchenhaften Entwicklungen und technologischen Durchbrüchen gelesen. Auf die Realisierung in käuflich erwerblichen Produkten der meisten warte ich heute noch ... allerdings kamen die meisten derartigen Meldungen aus USA oder Europa. Diese Meldung hier dagegen kommt aus Singapur ... mal sehen ob das einen Unterschied macht.

Da sind die Ladeströme auch weniger ein Problem weil mit 380V/400V oder gleich mit Doppellader im Auto ( s.Tesla) mit 32A geladen werden kann, womit sogar "zuhause" in weniger als 2 Std eine Ladung für ca. 200km Wegstrecke erfolgen kann.

Rechnet man das auf die o.g. neuere Akkutechnoligie hoch wird`s mehr als hochinteressant."hochinteressant" ist da ein sehr zweifelhafter Ausdruck. Wenn man heute mit 400V / 32A Drehstrom 2h braucht um einen E-Auto-Akku aufzuladen (ergibt rein rechnerisch, ohne Berücksichtigung irgendwelcher Verluste, 76 kWh - schon ein ziemlich fetter Akku) dann braucht man rein rechnerisch wieviel um einen Akku gleicher Kapazität in 2 min auf 60% zu laden? Schlappe 400V / 1152A. Oder man könnte auch 1000V Drehstrom nehmen, dann bräuchte man "nur" 460A. In Leistung ausgedrückt: 1,4 Megawatt!

Wirklich hochinteressant :crazy:

Irgendwie klingt das doch ziemlich weit jenseits alles heute üblichem.

[steve.hatton]

Auch interessant ist der Stromverbrauch für die Herstellung von 50l Benzin...