Batteriepraxis Forum Batterien und Akkus richtig auswählen und einsetzen

Von Johann Wiesböck

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Die richtige Auswahl und der optimale Einsatz von Batterien und Akkus ist Schwerpunkt auf dem Batteriepraxis Forum am 18./19. Oktober in Würzburg. Alle Vortragsthemen finden Sie hier.

Dr. Jürgen Heydecke: Der erfahrene Batterieexperte von Jauch Quartz berichtet über den Markt der Lithium-Ionen-Batterie und gibt praktische Hinweise zu Lagerung, Verarbeitung, Anwendung und Assemblierung.
Dr. Jürgen Heydecke: Der erfahrene Batterieexperte von Jauch Quartz berichtet über den Markt der Lithium-Ionen-Batterie und gibt praktische Hinweise zu Lagerung, Verarbeitung, Anwendung und Assemblierung.
(Bild: Jauch Quartz)

Der Stellenwert von Batterien und Akkumulatoren im industriellen Umfeld steigt stetig, denn immer mehr Geräte und Systeme sollen unabhängig vom Stromnetz betrieben werden. Dies stellt Entwickler von akkubetriebenen Lösungen vor die Aufgabe, für ihre Anwendung passende Akkus auszuwählen und mit geeigneten Batteriemanagement-, Lade- und Schutzschaltungen zu kombinieren.

Im Batteriepraxis Forum am 18. und 19. Oktober in Würzburg erhalten die Teilnehmer das notwendige Knowhow, um diese Herausforderungen zu meistern. Im Kongress geht es um Batterien und Akkus von der Knopfzelle bis hin zu leistungsfähigen Akkus beispielsweise in unterbrechungsfreien Stromversorgungen sowie Elektrofahrzeugen. Folgende Themen und Referenten erwarten die Teilnehmer.

Grundlagen der Batterietechnik für die tägliche Praxis

Referent Dr. Dominik Schulte von BatterieIngenieure eröffnet das Forum mit wichtigen Grundlagen von Batterien, der Vorstellung der verschiedenen Primär- und Sekundärtechnologien und den Vor- und Nachteilen der verschiedenen Batterie-Typen inkl. Alterung

Historie der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien

Die Grundlagen der Entwicklung der Li-Ionen Batterie wurden bereits in den siebziger Jahren erarbeitet. Jedoch hat die Entwicklung einer produzierbaren und stabilen Zelle bis Anfang der neunziger Jahre gedauert bis Sony mit einer „Koks Anode“-Version der 18650er-Zelle die Vermarktung der Zelle startete. Dazu Referent Dr. Jürgen Heydecke, Jauch Quartz: „Versuche vorher mit metallischem Lithium als Anodenmaterial scheiterten im Markt. Die fortwährende Optimierung der zylindrischen Zelle 18650, prismatischer (rechteckige) und Li-Polymer Zellen führten zu bis dato nicht dagewesene Markterfolge von Note PC, Tablet, Smartphone etc. was unser Leben veränderte.“

Status der heutigen Lithium-Batterie-Ionen-Marktes

Neben den IT-Geräten haben Li-Batterien den Markt vieler anderer Anwendungsbereiche erobert und vieles Wireless gemacht. Heutzutage sind extrem kleine Batterien, wie auch Li-Batterien in Speicheranwendungen als Giga-Speicher zu finden. Nicht zu vergessen die E-Autos. Dies erhöht den Bedarf an Materialien und Fertigungsstätten. Neben diesen Faktoren wird Dr. Jürgen Heydecke auch auf die Vielfalt der Anwendungen eingehen.

Batteriesicherheit: Einsatz von Li-Ionen-Zellen und typische Brandursachen

Die kritischen Gefahrenpotentialen der unterschiedlichen Li-Ionen-Technologien und die möglichen Ursachen für Brände beleuchtet Dr. Dominik Schulte in diesem Vortrag.

Batteriesicherheit: Methoden zur Eindämmung von Zellbränden

Mit dem Themenkomplex Batterie-Brandschutz beschließt Dr. Felix Weidmann von BMZ den ersten Tag des Batteriepraxis Forum. Er gibt einen Überblick über die wichtigsten Minderungsmethoden gegen thermische Ausbreitung.

Benchmarking Rundzellen 18650 und 21700 für mobile Applikationen

Der hohe Bedarf an Li-Ionen Batterien der Automobilbranche führte zu einer „Shortage“ der Lieferfähigkeit vieler Hersteller für weitere Anwendungsbereiche. Dieser Bedarf mit sehr vielfältigen Anforderungen von Telematik-Boxen bis zu Powertools muss zum Teil von neuen Lieferanten abgedeckt werden. Diese Ergebnisse an zylindrischen Zellen werden von Dr. Jürgen Heydecke im Detail erörtert.

Gedruckte Akkus für das Internet der Dinge

Drahtlose Sensoren im Internet der Dinge benötigen eine zuverlässige Stromquelle, die lange Zeit betriebsbereit ist. Sie muss kostengünstig und kompakt sein und in den Formfaktor des Sensors passen. Dieser Vortrag stellt eine neuartige gedruckte Batterielösung vor, die diese Herausforderung direkt angeht. Referent Dr. Florian Ullrich von InnovationLab erörtert den Aufbau, die Funktion, die Spezifikationen und die zahlreichen möglichen Anwendungen, in denen wiederaufladbare gedruckte Batterien eingesetzt werden können.

Das Dilemma zwischen Ladezeit und Alterung bei Li-Ionen-Zellen

In diesem Vortrag stellt der Referent Dr. Jan Richter von Batemo eine simulationsbasierte Methodik vor, die es ermöglicht, Batterien unter Berücksichtigung der Zellalterung so schnell wie physikalisch möglich zu laden. Es basiert auf physikalischen, parametrisierten und validierten Batteriezellmodellen, die das elektrochemische Anodenoberflächenpotential, die Auslösegröße für die Lithiumplattierung als zentralen Alterungsmechanismus, genau vorhersagen. Als Realitätscheck wenden wir die abgeleitete Schnellladestrategie in Messungen an realen Zellen an und diskutieren, wie gut sie hinsichtlich Ladezeit und Alterung abschneiden. Zusammenfassend stellt der Referent eine neuartige simulationsbasierte Methodik vor, die es Ingenieuren ermöglicht, die Herausforderung des Schnellladens von Elektrofahrzeugen zu meistern.

Sicheres Lagern und Laden von Lithium-Ionen-Batterien

In diesem Vortrag von Thomas Matheis, DÜPERTHAL Sicherheitstechnik, werden Hintergründe, rechtliche Anforderungen, Präventions- und Früherkennungsmöglichkeiten zum Thema „Sicheres Lagern und Laden von Lithium-Ionen-Batterien“ aufgezeigt. Themenschwerpunkte sind sicheres Laden und Lagern von Lithium-Ionen-Batterien, Vorschriften und versicherungsrechtliche Vorgaben, Prävention und Früherkennung.

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Lithium Batterien: Lagerung, Verarbeitung, Anwendung, Assemblierung

Die Sicherheit von Li-Batterien ist nicht allein eine Anforderung an den Zellhersteller, eine sichere Zelle zu produzieren, sondern aller Beteiligten in der Kette. Von Transport, Lagerung, Verarbeitung/Assembly, Geräteeinbau bis zum Benutzer der Batterie haben alle Beteiligten auf einen sicheren Ablauf zu achten. Das Thema wir erklärt durch Dr. Jürgen Heydecke von Jauch Quartz.

Transportvorschriften im Luft- See und Straßentransport

Lithium-Ionen-Zellen und Batterien, genauso wie die nicht wiederaufladbaren Lithium-Primärzellen, gelten beim Transport als Gefahrgut. Warum ist das so, welche Regeln gibt es, was ist zu beachten und was hat es mit dem UN38.3-Test auf sich? Antworten gibt Sönke Zacher von Jauch Quartz.

Zertifizierungen von Lithium Batterien: CE, UK/CA, UL, IEC

Welche Regeln gelten bei der Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien in tragbaren Anwendungen? Klar ist, es gibt viele – national, in Europa, weltweit und auch spezifische Regeln in einzelnen Ländern. Wann müssen diese Regeln beachtet werden? Welche müssen zwingend eingehalten werden, wie hängt das mit meinem Endgerät zusammen? Die wichtigsten Fragen rund um die regulatorischen Anforderungen über Batterien und Batterie-Zertifizierung betrachtet dieser zweite Vortrag von Sönke Zacher.

Aktuelles Wissen über Akku- und Ladetechnologien aus erster Hand

Die richtige Zelle für Ihre Anwendung einsetzen, Batteriemanagementsysteme effizient und bedarfsgerecht entwickeln und die Anforderungen aus der industriellen Praxis kennenlernen – auf dem Batteriepraxis Forum finden Entwickler von akkubetriebenen Geräten und Systemen Antworten auf ihre Fragen.

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Die Evolution von Nickel Metallhydrid-Batterien

Nickel-Metallhydrid-Batterien sind in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar und umweltfreundlich, da wiederaufladbar und mehrfach verwendbar. Sie besitzen eine hohe Recyclingfähigkeit, da gebrauchte Nickel-Metallhydrid-Akkus getrennt, veredelt und wiederverwendet werden können für Nickel und Kobalt etc. Sie bieten eine hohe Sicherheit, da das Elektrolyt ist wasserlöslich ist. Um die Entladungsleistung in Umgebungen mit niedrigeren Temperaturen zu verbessern, hat FDK die Verwendung von Materialien und Strukturen basierend auf der bestehenden Nickel-Metallhydrid-Batterie gründlich überarbeitet. Dadurch wurde der Temperaturbereich von -20 °C bis +85 °C auf -40 °C bis +85 °C erweitert und kann bei -40 °C 1 A entladen. Die optimierte Chemie erhöht außerdem die Lebensdauerleistung um etwa 50 %. Das Thema wir präsentiert von Alexander Roll und Koji Izumi von der FDK Corporation.

N-Level – die modulare Batterie-Steuerung

Ziel von N-Level ist die Entwicklung einer automatischen Multilevel-Energie-Umwandlungs- und Batterien-Technologie für Batterie-Systeme und das Strom-(Erzeugung)Netz für ausfallsichere Stromerhaltung/-Rückgewinnungsmanagement. Grundsätzlich soll der Zustand dauerhaft per KI-Modell überwacht werden können. Dadurch können defekte Batterien im Vollbetrieb erkannt (einzeln oder im Verbund) abgeschaltet, recycelt, gemischt und weiterverwendet werden.

Mit dieser neuen Technologie ist das Unternehmen N-Level in der Lage, Energie auf ein und demselben Terminal zu speichern und gleichzeitig freizusetzen. Dazu Referent Gerald Bode: „Jedes unserer Batteriespeichersysteme kann ohne Zusatzausrüstung, bei völlig unterschiedlichen Batteriezellen, über unser Softwaresystem gekoppelt und verknüpft werden. Wir machen Ladungsgleichrichter, Wechselrichter, Wandler oder Batterieformfarmen überflüssig. Zum ersten Mal überhaupt wird ein automatischer Prozess zum automatisierten Recyclen von Batterien mittels KI-Abgleich geschaffen.“

Weitere Informationen zum Vortragsprogramm und zu den Referenten finden Sie unter https://www.batterie-praxis.de/programm.

Das Batteriepraxis Forum ist eine von sechs Konferenzen im Rahmen von Power of Electronics: https://www.power-of-electronics.de/. Angemeldete Teilnehmer können auch Vorträge in den parallelen Konferenzen besuchen.

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