Welcher Batterietyp wird in Hybridautos verwendet?

Welcher Batterietyp wird heute in Hybridautos verwendet? Kobaltdioxid, Nickel-Metallhydrid oder Lithium-Ionen sind die gebräuchlichsten Typen.

Nickel-Metallhydrid

Diese Batterie wird häufig in Hybridautos und Mobiltelefonen eingesetzt. Ursprünglich in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, zeichnet sie sich durch eine lange Lebensdauer und ein angemessenes spezifisches Energie- und Leistungsvermögen aus. Sie ist zwar nicht so langlebig wie Blei-Säure-Batterien, weist aber eine hohe Belastbarkeit auf. Eine Nickel-Metallhydrid-Batterie ist jedoch kein direkter Ersatz für eine Alkalibatterie. Zu den Nachteilen zählen hohe Selbstentladung, Hitzeentwicklung und begrenzte Speicherkapazität.

Die in Hybridfahrzeugen verwendeten Lithium-Ionen- und Polymer-Akkus sind weitgehend sicher. Die zweijährige Garantie auf Toyota-Hybridbatterien deckt alle Batterieteile für 120 Monate oder 240.000 Kilometer ab, sofern sie nicht übermäßig beansprucht wurden. Lithium-Ionen- und Polymer-Akkus haben jedoch eine ähnliche Lebensdauer und sind nicht so zuverlässig. Zudem ist ein Lithium-Metallhydrid-Akku deutlich schwerer als ein Nickel-Metallhydrid-Akku und daher nicht so langlebig wie Ni-MH-Akkus.

Obwohl der Nickel-Metallhydrid-Akku weniger leistungsstark ist als Lithium-Ionen-Akkus, ist er auch kleiner und leichter als sein Lithium-Ionen-Pendant. Größe und Gewicht eines Akkupacks stellen einen erheblichen Nachteil dar, weshalb die bipolare Variante die bessere Wahl ist. Bipolare Batteriezellen ermöglichen zudem die Unterbringung von 1,4-mal mehr Zellen auf gleichem Raum.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen beiden ist die Ladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Akkus. Lithium-Ionen-Akkus sind schneller und können plötzlichen Strombedarf bewältigen, während NiMH-Akkus eine längere Ladezeit haben. Beide Akkutypen werden jedoch nach wie vor häufig in Hybridfahrzeugen und Plug-in-Hybriden eingesetzt. Für Hybridfahrzeuge ist in der Regel ein Nickel-Metallhydrid-Akku die bessere Wahl, sofern sie nicht mit einem Hybridantrieb ausgestattet sind.

In den letzten Jahren sind viele Hersteller von Hybridfahrzeugen auf Lithium-Ionen-Batterien umgestiegen. Sie nutzen dieses Material als wertvollen Rohstoff für ihre neuen Hybridmotoren. Der Hersteller der NiMH-Batterien beliefert den Autobauer inzwischen mit Seltenen Erden. Damit ist er der erste Hersteller, der Nickel-Metallhydrid-Batterien recycelt. Vom Ziel der Batterieindustrie, 100 Prozent Batterierecycling zu erreichen, ist er jedoch noch weit entfernt.

Ein Nickel-Metallhydrid-Akku ist zudem umweltfreundlicher als Lithium-Ionen-Akkus. Die Energiedichte eines NiMH-Akkus ist etwa 40 Prozent geringer als die eines Lithium-Ionen-Akkus. Ein großer Akku kann in einem Hybridfahrzeug Gewicht und Leistung sparen, ein zu schwerer Akku hingegen erhöht das Gewicht. Zukünftig könnten andere Akkutypen in der Automobilindustrie an Bedeutung gewinnen.

Einige Automobilhersteller produzieren nicht genügend Hybridfahrzeuge. Die Nachfrage nach Hybridfahrzeugen steigt jedoch. Die Batterie ist ein integraler Bestandteil der Hybridindustrie, und Toyota versucht, seinen Hybridabsatz zu steigern. Die jüngste Investition des Unternehmens wird zu einer Batteriekapazität von 200 Gigawattstunden führen. Welche Batterie ist also die beste für Hybridfahrzeuge?

Lithium-Ionen

Die Technologie hinter Lithium-Ionen-Batterien entwickelt sich noch, doch einige Vorteile sind bereits erkennbar. Der erste Vorteil ist das Energie-Gewichts-Verhältnis. Das geringere Gewicht führt zudem zu besserem Handling, größerer Reichweite und besserem Kurvenverhalten. Lithium-Ionen-Batterien werden sich noch einige Jahre nicht durchsetzen, bewähren sich aber bereits in Hybridfahrzeugen. Hier sind einige Gründe für ihre wachsende Beliebtheit.

Ein Lithium-Ionen-Akku versorgt die Elektromotoren mit Energie. Er ist leichter als Blei-Säure-Batterien und hält länger. Die neue Technologie verspricht noch bessere Leistung. Lithium-Ionen-Akkus sind auch in Hybridfahrzeugen erhältlich, darunter im neuen Honda CR-V. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil von Hybrid- und Elektrofahrzeugen.

Ein weiterer großer Vorteil der Lithium-Ionen-Batterietechnologie ist ihre schnelle Wiederaufladbarkeit. Lithium-Ionen-Batterien lassen sich in wenigen Stunden wieder aufladen, was besonders für umweltbewusste Fahrer attraktiv ist. Diese Batterien sind leicht, recycelbar und können mit reinem Strom bis zu 72 Kilometer weit fahren. Sie bieten außerdem den Vorteil, schneller zu sein als herkömmliche Hybride.

In puncto Sicherheit sind Hybridfahrzeuge genauso sicher wie vergleichbare Benzinfahrzeuge. Im Gegensatz zu ihren Pendants mit Benzinantrieb stellen Hybridfahrzeuge bei einem Unfall weder für Rettungskräfte noch für Passagiere eine große Gefahr dar. Ein Metallgehäuse schützt sie und bietet eine hohe Isolierung. Toyota platziert die Batteriepacks in der Nähe der Hinterachse, um bei einem Aufprall umfassenden Schutz zu gewährleisten. Hybridfahrzeuge schützen ihre Batteriekabel zudem mit einer leuchtend orangefarbenen Ummantelung.

Obwohl sich die Technologie hinter Lithium-Ionen-Batterien noch in der Entwicklung befindet, hat sie das Potenzial, ein wichtiger Bestandteil der zukünftigen Energieerzeugung zu werden. Die US-Umweltschutzbehörde EPA hat kürzlich einen Zuschuss in Höhe von $1,5 Milliarden US-Dollar zur Förderung der Lithium-Ionen-Industrie in den USA bewilligt. Die neue Lithium-Rohstoffstrategie der Europäischen Kommission zielt darauf ab, die Lithiumversorgung Europas bis 2030 um das 18-fache zu steigern und die Abhängigkeit von Drittländern zu verringern.

Während Hybridfahrzeuge Kraftstoff sparen können, können sie auch CO2-Emissionen reduzieren. Die in Hybridautos verwendeten Blei-Säure-Batterien haben die höchsten Emissionswerte und sind die teuersten. Diese giftigen Materialien sind auch schwer und verlangsamen die Leistung von Hybridautos. Um dieses Problem zu minimieren, ersetzen Hersteller jetzt Blei-Säure-Batterien durch Nickel-Metallhydrid-Batterien. Leistungsunterschiede gibt es auch zwischen Blei-Säure- und Lithium-Ionen-Hybridbatterien.

Während Kobalt- und Lithium-Ionen-Batterien immer beliebter werden, sind Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit ihrer Versorgung aufgekommen. Hohe geopolitische Konzentrationen von Kobalt und Lithium und eine schnelle Skalierung der Lieferkette haben zu Fragen darüber geführt, wie die Materialien nachhaltig produziert werden können. Aber all das ist angesichts der rasanten Entwicklung des EV-Marktes zu erwarten. Vorerst liefern diese Technologien reichlich Energie für Hybridfahrzeuge.