Bald Fitness-Diagnose für Batterien in Echtzeit

Stanford-Wissenschaftler kombinieren Sensordaten mit jenen der Computer-Modellierung

Laden: Lithium-Ionen-Akkus besser raten (Foto: Johannes Wiesinger, pixelio,de)

Stanford (pte016/15.09.2020/12:30) - Forscher der Stanford University http://stanford.edu sagen dank einer neuen Methode den Leistungs- und Kapazitätsverlust von Lithium-Ionen-Batterien präzise vorher. Damit ist es möglich, Lade- und Entladevorgänge so zu steuern, dass die Lebensdauer einer Batterie deutlich verlängert wird.

Kapazitäten genau erkennen

Das Team um Simona Onori hat Sensordaten, die während des Betriebs der Batterie gesammelt werden, genutzt und mit der Computer-Modellierung der physikalischen Prozesse, die Lithium-Ionen-Batteriezellen schwächen, kombiniert. So lassen sich die verbleibende Speicherkapazität und der Ladezustand einer Batterie in Echtzeit ermitteln. "Wir haben elektrochemische Parameter genutzt, die noch nie zuvor für die Einschätzung der Alterungsprozesse verwendet wurden", sagt Onori.

Der neue Algorithmus könnte den Weg für kleinere Akkus beziehungsweise eine größere Reichweite bei E-Autos ebnen. Die Hersteller bauen heute größere Akkus ein, als eigentlich benötigt werden. Damit wollen sie vorzeitigem Kapazitäts- und Leistungsverlust vorbeugen. Dies verursacht jedoch unnötige Kosten und den überproportionalen Verbrauch von Materialien, von denen manche knapp oder giftig sind. Mit einer besseren Prognose der Auswirkungen des Alterungsprozesses könnte dieser Puffer kleiner ausfallen.

Wichtig für das zweite Leben

Die Zustandsdiagnose könnte auch für das zweite Leben von Batterien wichtig werden, die nach dem mobilen Einsatz oft genutzt werden, um überschüssigen Wind- und Solarstrom zu speichern, der gerade nicht verbraucht werden kann, um ihn bei Bedarf wieder einzuspeisen. Heute wisse niemand genau, wie es um die Batterien bestellt ist, wenn die Kapazität so stark nachgelassen hat, dass die Reichweite der jeweiligen E-Autos unzumutbar verringert ist. Würden sie mit der Stanford-Methode überwacht, könnten für den stationären Betrieb ausschließlich Akkus eingesetzt werden, die noch eine relativ lange Lebensdauer haben.

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