Batterien
Grundlagen, Systeme, Anwendungen
Häftad, Tyska, 2022
Av Alexander Börger, Heinz Wenzl, Alexander Borger, Alexander Börger
1 189 kr
Produktinformation
- Utgivningsdatum2022-12-14
- Mått170 x 244 x 28 mm
- Vikt1 106 g
- FormatHäftad
- SpråkTyska
- Antal sidor576
- FörlagWiley-VCH Verlag GmbH
- ISBN9783527338832
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Alexander Börger ist seit 2008 in der Industrie mit Fokus auf Entwicklung und Weiterentwicklung von Batterien beschäftigt und nimmt zudem Lehraufträge im Bereich elektrochemischer Energiespeicher wahr. Nach seinem Chemiestudium an der TU Dresden und der Universidad de Salamanca promovierte Alexander Börger 2006 an der TU Braunschweig in Physikalischer Chemie und schloss dort anschließend zwei Jahre Postdoc-Forschung an.Heinz Wenzl ist seit 2010 Honorarprofessor für Batteriesysteme der TU Clausthal-Zellerfeld. Der Physiker und Wirtschaftsingenieur promovierte an der TU München und machte sich nach verschiedenen Tätigkeiten in der Industrie, u.a. bei einem Hersteller vieler unterschiedlicher Batteriesysteme, Blei-Säure, Nickel-Cadmium, Silber-Zink, Lithium-Metall und batteriegestützter Stromversorgungen, 1993 mit eigenem Ingenieurbüro zur Beratung für Batterien und Energietechnik selbständig.
- vorwort vSymbolverzeichnis xxiii1 Einführung 11.1 Energieversorgung allgemein 11.2 Elektrochemische und nicht-elektrochemische Energiespeichertechnologien 31.3 Grundlegende Eigenschaften von Batterien, Gemeinsamkeiten und Unterschiede 51.4 Überbrückungszeit 71.5 Vergleich von Batterietechnologien 91.6 Anwendungen und Einordnung von Batterien in Gesamtsysteme 10Literatur 12Aufgaben 122 Elektrochemische Grundlagen 152.1 Elektrochemische Grundbegriffe 162.1.1 Einige Definitionen 162.1.2 Spannung und Ladungsträgerverteilung 172.1.3 Die spannungsbildenden Reaktionen – Hauptreaktionen 182.1.4 Doppelschichtkondensator und Austauschstromdichte 202.1.5 Faradaysche Zahl 212.1.6 Theoretische spezifische Kapazität von Elektroden oder Zellen 212.2 Elektrochemische Thermodynamik 222.2.1 Energiebilanz und Gleichgewichtsspannung 222.2.2 Konzentrationsabhängigkeit der Gleichgewichtsspannung (Nernst-Spannung) 232.2.3 Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtsspannung 242.2.4 Entropieterm und Wärmetönung – reversible Wärme 242.2.5 Elektrochemische Spannungsreihe 242.2.6 Grenzen thermodynamischer Betrachtungen 252.2.7 Theoretische spezifische Energie 262.2.8 Referenzelektrode 262.3 Elektrochemische Kinetik 272.3.1 Überspannungsarten 272.3.2 Ladungsträgerdurchtrittsspannung 282.3.3 Butler-Volmer-Gleichung 282.3.4 Abhängigkeit der BV-Gleichung von wichtigen Systemparametern 332.3.5 Widerstandsverluste bei der Stromleitung – ohmsche Erwärmung 372.3.6 Auswirkungen der Temperatur 372.3.7 U-I-Kennlinie von elektrochemischen Systemen 402.4 Ersatzschaltbilder 412.4.1 Grundlagen elektrochemischer Ersatzschaltbilder 412.4.2 Grundlegende Ersatzschaltbilder einer Elektrode und einer Zelle 422.4.3 Ersatzschaltbild bei konstantem Strom 442.5 Nebenreaktionen 45Literatur 47Aufgaben 473 Laden und Entladen von Zellen und Batterien 513.1 Begriffsbestimmungen Kapazität und Innenwiderstand 523.1.1 Kapazität 523.1.2 Innenwiderstand 543.2 Begriffsbestimmung Laden und Entladen von Batterien 543.2.1 Entladen 553.2.2 Laden 553.2.3 Ladefaktor und Wirkungsgrad 583.3 Entladen und Laden von Elektroden einer Zelle 593.3.1 Bedeutung der BV-Gleichung für den Verlauf von Strom und Spannung 593.3.2 Entladen und Laden mit konstantem Strom 613.3.3 Laden mit konstantem Strom 623.3.4 Strom- und Spannungsverlauf von Batterien 643.4 Reihenschaltung von Elektrodenwechselwirkungen von Elektroden aufeinander 653.5 Entladen und Laden von Elektroden in einer Zelle 663.5.1 Bedeutung von Nebenreaktionen bei Reihenschaltung 673.5.2 Entladen von Zellen ohne Nebenreaktionen in Reihenschaltung 683.5.3 Entladen von Zellen mit Nebenreaktionen in Reihenschaltung 693.5.4 Laden von Zellen mit Nebenreaktionen in Reihenschaltung 723.5.5 Laden von Zellen ohne Nebenreaktionen in Reihe 753.6 Auswirkungen eines Kurzschlusses einer Zelle bei Reihenschaltung 763.7 Fehlerpropagation, parallele Batteriestränge und Weiteres 77Literatur 77Aufgaben 77 4 Aufbau von Elektroden, Zellen und kompletten Batteriesystemen 814.1 Elektrochemische Anforderungen an die Struktur von Aktivmassen 824.1.1 Allgemeine Anforderungen 824.1.2 Verfügbarkeit von Reaktanten 844.1.3 Ionische und elektronische Leitfähigkeit von Elektroden und Zellen 854.1.4 Mechanische Beanspruchung der Elektroden 864.2 Aufbau von Zellen 874.2.1 Allgemeine Hinweise 874.2.2 Bipolarplattenaufbau 884.2.3 Stapelzellen und gewickelte Zellen 884.3 Kombinierte Ionen- und Elektronenleitfähigkeit der Elektroden 944.4 Zellgehäuse und Batteriesysteme 954.4.1 Allgemeine Anforderungen 954.4.2 Spezifische Energie von Zellen, Modulen und Batteriesystemen 96Literatur 97Aufgaben 975 Thermische Eigenschaften von Zellen und Batterien 995.1 Inhomogene Wärmekapazität und anisotrope Wärmeleitung 1005.2 Wärmequelldichte 1015.2.1 Wärmequellen 1015.2.2 Widerstandsverluste bei der Stromleitung – ohmsche Erwärmung 1025.2.3 Ladungsträgerdurchtritt 1035.2.4 Reversible Wärme der Reaktion 1045.2.5 Chemische Reaktionen 1055.2.6 Vergleich der Wärmeerzeugungsterme 1055.3 Wärmeaustausch mit der Umgebung 1065.3.1 Wärmeleitung 1065.3.2 Konvektion 1075.3.3 Strahlung 1075.4 Wärmebilanz 1075.5 Temperaturauswirkungen 1085.6 Bestimmung thermischer Kenngrößen 110Literatur 110Aufgabe 1106 Alterungseigenschaften von Batterien und Zellen 1116.1 Klassifikation von Alterungsprozessen 1126.2 Lebensdauer 1136.2.1 Definition Lebensdauerende 1136.2.2 Bestimmung des Lebensdauerendes 1166.2.3 Veränderungen der Eigenschaften während der Nutzung 1176.3 Grenzen der Lebensdauer 1196.3.1 Grundsätzliche Begrenzung der Lebensdauer 1196.3.2 Herstellerangaben über die zu erwartende Lebensdauer 1196.4 Verfahren zur Lebensdauerprognose 1206.4.1 Gewichtete Amperestundendurchsatzverfahren 1206.4.2 Ereignisbasierte Lebensdauerprognoseverfahren 1216.4.3 Prognose des Kapazitäts- und Innenwiderstandsverlaufs 122Literatur 123Aufgaben 1247 Zustandsbestimmung von Zellen und Batterien 1257.1 Motivation 1267.2 Ladezustand und Entladetiefe 1277.2.1 Strenge Definition des Ladezustands 1277.2.2 Hauptreaktionsstrom 1287.2.3 Messung des Batteriestroms 1297.2.4 Yazami-Theorem 1317.2.5 Experimentelle Bestimmung des Ladezustands 1317.2.6 Entladetiefe 1327.2.7 State of energy 1327.3 State of health und state of function 1337.3.1 Begriffe 1337.3.2 Abgrenzung und Diskussion der Begriffe state of function und state of health 1337.3.3 Messung von SoH und SoF 1357.4 State of safety 136Literatur 136Aufgabe 1378 Batteriemodelle 1398.1 Klassifikation, Einsatz und Grenzen von Modellen 1398.1.1 Zum Begriff des Batteriemodells 1398.1.2 Nutzung von Modellen 1408.1.3 Einsatzgrenzen 1418.2 Ersatzschaltbildmodelle 1418.2.1 Grundsätzliches 1418.2.2 Aufbau von Ersatzschaltbildmodellen 1428.2.3 Elektrolytkondensatoreigenschaften einer Batterie 1448.2.4 Berücksichtigung von zeitlichen Prozessen, Massentransport und Temperatur 1458.2.5 Örtlich aufgelöste Ersatzschaltbildmodelle 1458.2.6 Relaxationsprozesse 1468.3 Modelle mit ladezustandsunabhängigen Parametern: das Shepherd-Modell 1478.4 Modelle mit ladezustandsabhängigen Parametern 1498.4.1 Thévenet-Modell 1498.4.2 Randles-Modell 1498.5 Ablauf von Simulationen 150 8.6 Vergleich von Modellen 1528.7 Modellbildung bei größeren Systemen 152Literatur 154Aufgaben 1549 Parameterbestimmung 1559.1 Begriffsbestimmung 1559.2 Bestimmung durch physikochemische Methoden 1569.2.1 Experimentelle Bestimmung 1569.2.2 Kapazitätsbestimmung 1589.2.3 Temperatur- und Stromabhängigkeit der Kapazität 1589.2.4 Kältekapazität und Kälteprüfstrom 1599.2.5 Überbrückungszeiten mit konstanter Leistung 1599.3 Ruhespannungskurve 1609.4 Innenwiderstandsbestimmung mit Strom- bzw. Spannungspulsen 1609.5 Kurzschlussstrom 1639.6 Parametrisierung für das Randles-Modell aus Pulsbelastungen (Messung im Zeitbereich) 1649.7 Parameterbestimmung durch Messung des Impedanzspektrums (Messung im Frequenzbereich) 1649.8 Messung des Wechselstrominnenwiderstands 1669.9 Parametrisierung des Randles-Modells über alle Betriebszustände 167Literatur 168Aufgaben 16910 Batterieanalytik 17110.1 Methodenüberblick 17110.2 Bewertung der Veränderungen elektrischer Kenngrößen 17210.3 Elektrochemische Analyseverfahren 17310.3.1 Stationäre elektrochemische Analyseverfahren 17410.3.2 Quasistationäre elektrochemische Analyseverfahren 17410.3.3 Nicht-stationäre Verfahren 17610.4 Chemische und spektroskopische Verfahren – Post-mortem-Analyseverfahren 17810.4.1 Allgemeines 17810.4.2 Chemische Techniken inkl. Trennverfahren und Charakterisierungsverfahren für Oberflächen und Korngrößen 17810.4.3 Mikroskopische Techniken 17910.4.4 Spektroskopische Techniken 18110.4.5 Diffraktometrische Techniken 18310.5 In-situ-Analyseverfahren 18410.6 Zusammenfassung 185Literatur 185Aufgaben 18611 Übersicht über Batteriesysteme 18711.1 Physikochemische Daten und Charakteristika 18711.2 Investitions- und Betriebskosten 19111.3 Marktstruktur 19211.4 Verfügbarkeit von Informationen 19211.5 Normungsdichte 193Weiterführende Literatur 19412 Blei-Säure-Batterien 19512.1 Einführung und wirtschaftliche Bedeutung 19612.2 Elektrochemie 19612.2.1 Übersicht über aktive Komponenten 19712.2.2 Übersicht über die wichtigsten Reaktionen an der positiven und negativen Elektrode 19812.2.3 Beschreibung der Hauptreaktionen 20012.2.4 Überentladereaktionen beim Entladen 20112.2.5 Nebenreaktionen der positiven und negativen Elektrode beim Überladen 20312.2.6 Nebenreaktionen und Selbstentladung im Ruhezustand 20512.2.7 Laden und Entladen von Zellen in Reihe 20612.3 Weitere elektrochemische Reaktionen 20712.3.1 Batterien mit internem Sauerstoffkreislauf (verschlossene Batterien, VRLA) 20812.3.2 Elektrochemie 20812.4 Aktivmaterialien 21312.4.1 Elektrische Leitfähigkeit der Aktivmassen 21412.4.2 Effektive Oberfläche und Mikrostruktur der Aktivmassen 21612.4.3 Bleisulfat 21712.4.4 Spannungssack zu Beginn der Entladung 21812.4.5 Herstellungsverfahren 22012.5 Elektrolyt 22012.6 Stromkollektoren, Gitter 22212.6.1 Korrosionsbeständigkeit 22412.6.2 Elektrischer Widerstand 22412.6.3 Mechanische Stabilität 22512.6.4 Elektrischer Kontakt zwischen Gittern und Aktivmassen 22612.7 Herstellungsverfahren und weitere Komponenten zur Herstellung von Zellen oder Blöcken 22612.7.1 Herstellung von Stromkollektoren und Elektroden (Platten) 22612.7.2 Separator 22712.7.3 Herstellung von Plattensätzen 22812.7.4 Batteriegehäuse und Deckel 22912.7.5 Zellverbinder 23012.8 Strominhomogenität 23012.9 Säureschichtung 232 12.10 Auslegung und konstruktive Unterschiede bei verschiedenen Anwendungen 23512.10.1 Auslegung von Zellen 23512.10.2 Starterbatterien 23612.10.3 Traktionsbatterien für Flurförderzeuge und Semitraktionsbatterien 23712.10.4 Batterien für stationäre bzw. ortsfeste Anlagen 23812.10.5 Eigenschaften 23912.10.6 Entladeverhalten und Kapazität 23912.10.7 Überwachungsanforderungen beim Entladen 24612.11 Leistungsabgabe und Innenwiderstand 24612.12 Laden und Ladekennlinien 24812.12.1 Grundlegendes zum Laden von Blei-Säure-Batterien 24812.12.2 IU-Ladekennlinie 24912.12.3 IUoU-Ladekennlinie 25112.12.4 Weitere Ladekennlinien 25212.12.5 Bewertung der Ladekennlinien 25512.12.6 Vollladekriterien 25712.13 Alterungseffekte 25812.13.1 Übersicht zu Alterungseffekten 25812.13.2 Verminderung der Oberfläche der aktiven Massen 26012.13.3 Sulfatierung 26012.13.4 Premature capacity loss (PLC) 26112.13.5 Abschlammen der Aktivmasse 26112.13.6 Korrosion des Separators 26212.13.7 Austrocknen des Elektrolyts (verschlossene Batterien) 26212.13.8 Dendritenbildung 26312.13.9 Sauerstoffverzehr und Entstehung von Unterdruck in verschlossenen Batterien 26312.14 Korrosion des positiven Gitters, positiven Kopfbleis, negativer Pole und Interzellverbinder 26312.14.1 Korrosion des positiven Gitters 26312.14.2 Auswirkungen der Gitterkorrosion 26512.14.3 Korrosion der positiven Pole und Polbrücken (Kopfblei) 26712.14.4 Korrosion der negativen Gitter, Pole und Polbrücken 26912.14.5 Explosionsrisiko 27012.15 Korrosion der Interzellverbinder 27012.16 Betriebsstrategien und konstruktive Auswirkungen für Blei-Säure-Batterien 27212.17 Zustandsbestimmung 27412.17.1 Ladezustand 27412.17.2 Kapazität bzw. State of Health 27612.18 Sicherheit 27712.18.1 Explosionsrisiko durch Knallgas 27712.18.2 Wässrige Schwefelsäure 27812.18.3 Umgang mit Blei 27912.19 Batterieprobleme 279Literatur 280Aufgaben 28313 Lithium-Ionen-Batterien 28713.1 Einführung und wirtschaftliche Bedeutung 28813.2 Elektrochemie 28813.2.1 Grundprinzip 28813.2.2 Übersicht über aktive Komponenten 29013.2.3 Übersicht über die wichtigsten Reaktionen an der positiven und negativen Elektrode 29113.2.4 Nebenreaktionen 29313.2.5 Überlade- und Überentladereaktionen 29413.3 Aktivmaterialien 29413.3.1 Kathodenmaterialien 29413.3.2 Anodenmaterialien 29713.3.3 Ionenleitfähigkeit der Aktivmassen 30113.4 Elektrolyt 30113.4.1 Grundsätzliches 30113.4.2 Organische Lösungsmittel 30213.4.3 Weitere Bestandteile 30313.5 Solid-electrolyte interface (SEI) und die Bedeutung für die Lithium-Ionen-Batterie 30513.6 Stromkollektoren 30713.7 Produktion von Elektroden 30813.8 Separatoren 30913.9 Sicherheitsmaßnahmen 31013.10 Bauformen von Lithium-Ionen-Batterien 31213.10.1 Aufbau von Zellen 31213.10.2 Aufbau von Modulen und Batterien 31513.11 Auslegung und konstruktive Unterschiede bei verschiedenen Anwendungen 31613.11.1 Auslegung von Zellen 31613.11.2 Elektrotraktionsbatterien 31813.11.3 Starterbatterien 31813.11.4 Batterien für stationäre bzw. ortsfeste Anlagen 31913.11.5 Consumer-Batterien 32013.12 Eigenschaften 32113.12.1 Entladeverhalten und Kapazität 32113.12.2 Kapazitätsangabe und Kapazitätsmessung 32213.12.3 Überwachungsanforderungen 32213.13 Innenwiderstandsmessung 32313.14 Laden und Ladekennlinien 32313.14.1 Ladekennlinien 32313.14.2 Vollladung 324 13.14.3 Festkörperdiffusion beim Entladen und Laden 32413.14.4 Laden bei tiefen Temperaturen 32513.14.5 Schnellladen 32513.15 Alterungseffekte 32513.15.1 Alterungseffekte allgemein 32513.15.2 Alterung der Kathode 32613.15.3 Alterung der Anode 32713.15.4 Alterung im Elektrolyt 33013.15.5 Korrosion des Separators 33113.15.6 Sonstige Alterungseffekte 33113.16 Einfluss kalendarischer und zyklischer Alterung und Modellierung 33113.16.1 Alterung und die Notwendigkeit ihrer Modellierung 33113.16.2 Modellierung und Simulation von Alterung 33213.16.3 Quantitative Modellansätze zur Beschreibung von Alterung 33513.17 Batteriemanagementsysteme und Batteriebetriebsstrategien 33613.17.1 Generelles 33613.17.2 Technische Realisierungen von Batteriemanagementsystemen für Lithium-Ionen-Batterien 33713.17.3 Balancing 33913.17.4 Datenanalyse und Fehlererkennung 34013.17.5 Integration von Kühlung und Heizung 34113.18 Zustands- und Parameterbestimmung 34113.18.1 Ladezustand 34113.18.2 Kapazität, Innenwiderstand bzw. State of Health 34213.19 Sicherheit 34313.19.1 Allgemeine Sicherheitsaspekte 34313.19.2 Missbrauchstests 34413.20 State of Safety 34613.20.1 Generelle Situation 34613.20.2 Gefährdungs- und Sicherheitsstufen 34613.20.3 Sicherheitsgrenzen 34813.20.4 Definitionsversuche 34913.21 Interne Kurzschlüsse 35013.22 Thermal Runaway und thermische Propagation 35113.22.1 Problematik und Feldsituation 35113.22.2 Thermal runaway 35313.22.3 Thermische Propagation 35713.23 Sicherheitsengineering 36113.24 Batterieprobleme 362Literatur 365Aufgaben 36714 Andere Batterietechnologien 36914.1 Alkalische Nickel-Batterien 37014.1.1 Generelles 37014.1.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 37014.1.3 Zellaufbau 37214.1.4 Batterieeigenschaften 37414.1.5 Alterungsverhalten 37414.1.6 Sicherheitsaspekte 37614.1.7 Optimaler Betrieb 37714.1.8 Ausblick 37714.2 Zink-Luft-Batterien 37814.2.1 Generelles 37814.2.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 37814.2.3 Zellaufbau 37914.2.4 Eigenschaften 37914.2.5 Alterungsverhalten 37914.2.6 Optimaler Betrieb 38014.2.7 Sicherheitseigenschaften 38014.2.8 Ausblick 38014.3 Redox-Flow-Batterien 38014.3.1 Generelles und physikalisch-chemische Grundlagen 38014.3.2 Ausblick 38114.4 Hochtemperaturbatterien 38214.4.1 Generelles 38214.4.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 38214.4.3 Zellaufbau 38314.4.4 Eigenschaften 38314.4.5 Alterungserscheinungen 38314.4.6 Sicherheitseigenschaften 38314.4.7 Optimaler Betrieb 38314.4.8 Ausblick 38414.5 Lithium-Feststoffelektrolyt-Batterien 38414.5.1 Generelles 38414.5.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 38514.5.3 Ausblick 38514.6 Lithium-Schwefel-Batterien 38614.6.1 Generelles 38614.6.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 38714.6.3 Ausblick 38714.7 Lithium-Luft-Batterien 38814.7.1 Generelles 38814.7.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 38914.7.3 Aktueller Stand 38914.8 Natrium-Luft-Batterien 39014.8.1 Generelles 39014.8.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 39014.8.3 Ausblick 39014.9 Ultrakondensatoren und Hybridbatterien 39014.9.1 Generelles 390 14.9.2 Physikalisch-chemische Grundlagen 39114.9.3 Hybride Batteriekonzepte 392Literatur 392Aufgaben 39315 Übersicht über Anwendungen 39515.1 Allgemeine Bemerkungen 39615.2 Leistungsverlauf 39715.2.1 Gleichzeitige Verbindung von Batterien mit Ladegerät und Lasten 39715.2.2 Zeitlich getrennte Verbindung von Batterien mit Ladegerät und Last 40015.3 Ladezustand und Restkapazität 40015.4 Wirkungsgrad 40015.4.1 Wirkungsgrad bei zyklischer Belastung 40115.4.2 Stand-by-Verluste 40215.4.3 Relevanz des Wirkungsgrades der Batterie 40215.5 Sicherheit und umweltverträglicher Umgang mit Batterien 40315.6 Unterteilung in Anwendungsbereiche 40315.6.1 Starterbatterien für Fahrzeuge (starting, lighting, ignition, SLI) 40415.6.2 Batterien für die Elektromobilität 40415.6.3 Batterien für Flurförderzeuge für den innerbetrieblichen Transport 40415.6.4 Stationäre Anwendungen 40515.6.5 Batterien für portable Geräte (Werkzeuge, Kommunikationsendgeräte etc.) 405Literatur 405Aufgaben 40616 Starterbatterien für Fahrzeuge (starting, lighting, ignition, SLI) 40716.1 Begriffsbestimmung 40716.2 Anforderungen an die Batterie 40816.3 Wahl der Batterietechnologie 41216.4 Auslegung und Betrieb 41416.5 Überwachung der Batterie 41616.6 Sonstiges 417Literatur 417Aufgaben 41717 Batterien für die Elektromobilität 41917.1 Begriffsbestimmung 41917.2 Anforderungen an die Batterie 42117.3 Wahl der Batterietechnologie 42417.4 Aufbau des Batteriesystems 42517.5 Auslegung und Betrieb 42617.6 Überwachung der Batterie 43017.7 Sonstiges 431Literatur 432Aufgaben 43318 Traktionsbatterien für den innerbetrieblichen Transport 43518.1 Flurförderzeuge für den innerbetrieblichen Transport 43518.1.1 Anforderungen 43618.1.2 Wahl der Batterietechnologie 43618.1.3 Betrieb 43818.1.4 Überwachung von Batterien 44418.2 Kleintraktionsbatterien 44418.2.1 Anforderungen 44518.2.2 Wahl der Batterietechnologie 44518.2.3 Betrieb 445Literatur 44519 Stationäre Anwendungen von Batterien 44719.1 Bereitschaftsparallelbetrieb für Netzersatz- und USV-Anlagen 44819.1.1 Begriffsklärung 44819.1.2 Anforderungen 45019.1.3 Wahl der Batterietechnologie 45119.1.4 Auslegung 45219.1.5 Betrieb 45319.1.6 Überwachung der Batterie 45419.1.7 Sonstige Informationen 46019.2 Dieselstart bei Netzersatzanlagen 46019.2.1 Anforderungen 46119.2.2 Wahl der Batterietechnologie 46219.2.3 Wartung und Fehlerdiagnose 46319.3 Batterien für den zeitlichen Ausgleich von Stromnachfrage und -angebot 46319.3.1 Anwendungsgruppen 46319.3.2 Anforderungen 46519.3.3 Wahl der Batterietechnologie 46619.3.4 Auslegung 46719.3.5 Betriebsstrategie 46919.3.6 Überwachung 47019.4 Batterien für die Stabilisierung des Energieversorgungssystems 47019.4.1 Beispiele für große Batteriespeicher auf der Welt und Bewertung 47019.4.2 Anforderungen 47119.4.3 Wahl der Batterietechnologie 47219.4.4 Sonstiges 472Literatur 473Aufgaben 47320 Batterien für portable Anwendungen 47720.1 Begriffsbestimmung 47720.2 Anforderungen an die Batterie 47820.3 Wahl der Batterietechnologie 479 20.4 Auslegung und Betrieb 48020.5 Überwachung der Batterien 48120.6 Sonstiges 481Literatur 482Aufgaben 482Anhang A Übersicht über Begriffe 483Anhang B Sicherer und umweltverträglicher Umgang mit Batterien 495B.1 Generelles 495B.2 Elektrische Sicherheit 496B.3 Brandschutz 499B.4 Explosionsschutz 500B.4.1 Explosionsschutz bei Blei-Säure-Batterien 501B.4.2 Explosionsschutz bei Lithium-Ionen-Batterien 504B.5 Bauliche Maßnahmen und Transport 504B.6 Umweltbelastung und Entsorgung 505Literatur 505Anhang C Normenübersicht 507Anhang D Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) 513D.1 Begriffsübersicht 513D.2 Ergebnisdarstellung 515D.3 Bestimmung von Zellparametern mittels Impedanzspektroskopie 516D.4 Qualität der Parameterbestimmung 522Literatur 524Anhang E Säureschichtung 525Literatur 529Stichwortverzeichnis 531