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Lithium-Ionen-Batterien sind vielseitig einsetzbar und glänzen mit einer hohen Energiedichte. Doch sie haben auch einen gravierenden Nachteil – bei kalten Temperaturen machen sie schnell schlapp. Chinesische Forscher haben eine Batterie entwickelt, die auch bei -70 Grad noch gut funktioniert. Sie hat allerdings einen großen Nachteil: Ihre Energiedichte ist recht gering. Trotzdem gibt es Einsatzmöglichkeiten.

Normale Akkus verlieren bei Minusgraden dramatisch an Leistung

Wenn die Temperaturen im Winter deutlich unter null Grad fallen, erstarrt der in Lithium-Ionen-Akkus verwendete flüssige Elektrolyt. Die Folge ist eine geringere Leitfähigkeit, wodurch Spannung und Kapazität sinken. Gängige Lithium-Ionen-Akkus liefern schon bei minus 40 Grad nur noch 12 Prozent ihrer Leistung, was in den kalten Regionen der Welt zu wenig ist.

Organische Substanz als Elektrolyt

Der Wissenschaftler Yongyao Xia und sein Team von der Fudan University in Shanghai setzen in ihrem Akku eine organische Substanz als Elektrolyt ein. So erreicht er auch bei minus 70 Grad noch 70 Prozent seiner ursprünglichen Leistung, wie sie im Fachmagazin „Joule“ berichten. Demnach wählte das Team Ethylacetat als Basis, eine Substanz, die erst bei minus 84 Grad gefriert. Dazu gaben sie das Lithiumsalz LiTFSI, das sich beim Aufladen in positive und negative Ionen aufspaltet.

100 Prozent Leistung bis minus 40 Grad

In Verbindung mit den üblichen Metallelektroden von Lithium-Ionen-Batterien waren Xia und seine Kollegen damit zunächst nicht erfolgreich. Der Grund: Die Ablagerung von Ionen im Inneren von Feststoff-Elektroden verlangsamt sich bei niedrigen Temperaturen. Deshalb entschieden sich die Forscher stattdessen für solide Polymere als Elektrodenmaterial. In diese lagern sich keine Lithium–Ionen ein, sondern bleiben an der Oberfläche, von wo sie schneller abfließen können. Der neue Akku behielt bei Tests 100 Prozent seiner Leistungsfähigkeit bis zu einer Temperatur von minus 40 Grad.

Energiedichte noch zu gering

Organische Materialien sind im Gegensatz zu den normalerweise eingesetzten Elektroden gut verfügbar, billig und umweltfreundlich. Doch die Batterie aus China hat einen entscheidenden Nachteil: Ihre Energiedichte ist geringer als die von Lithium-Ionen-Systemen und sogar als die von Blei-Säure-Batterien. Trotzdem könnten die Batterien zunächst als Hilfsenergiequelle eingesetzt werden, zum Beispiel um eine Lithium-Ionen-Batterie aufzuwärmen, schlagen die Forscher vor. Für einen dauerhaften Einsatz im Elektroauto oder Smartphone ist sie hingegen noch nicht geeignet.

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Quellen / Weiterlesen:
Ein Akku für die sibirische Kälte | Frankfurter Allgemeine
Diese Batterie funktioniert auch bei minus 70 Grad | Spiegel Online
Forscher entwickeln Super-Akku, der extremen Minus-Graden trotzen soll | Focus Online
Bildquelle: Pixabay

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20 KOMMENTARE

  1. Genau Nico, Sie sind der einzieg auf der Welt, der im voraus messen kann, wie der Spannungs- und Stromverlauf bei der Nutzung einer Batterie sein wird. Und damit das auch so bleibt, verraten Sie uns natürlich auch nicht, wie Sie das machen. Deshalb sind Sie auch exklusiv in der Lage, die Energiemenge einer Batterie zu bestimmen, um Sie auf das Gehäuse zu drucken.

    All die Batteriehersteller der vergangenen rund 200 Jahre sind so unglaublich blöd, dass sie stattdessen die wertlose Kapazität angeben – und für Hausfrauen und -männer unter der Kundschaft teilweise zusätzlich diesen Wert mit der Nennspannung multiplizieren, um diese Zahl als Energie aufzudrucken – um sich so die ewigen und völlig fruchtlosen Diskussionen mit solchen Besserwissern zu ersparen.

    Und weil das alles so ist, hat selbstverständlich auch die Wunderbatterie aus China bei jeder erdenklichen Batterie die selbe Spannung, Kapazität, Energiemenge und obendrein auch die selbe maximale Stromstärke. Und Eier legen kann sie außerdem auch noch.

    Jetzt glücklich?

  2. Herrlich, wie sie Ihre Argumentation völlig nutzlos auf einer falschen These aufbauen. Ich habe nicht angenommen, dass die Stromstärke konstant ist. Daher schrieb ich auch genau das Gegenteil (lesen hilft!). Sie hätten sich das ganze Geschreibe also auch sparen können. Wir gehen beide von einem nicht konstanten Verlauf der Stromstärke aus. Oder besser gesagt, ich schließe keinen bestimmten Verlauf der Stromstärke für die Berechnung des Energieinhalts aus (der Spezialfall eines konstanten Verlaufs ist in der allgemeinen Formel ebenfalls abbildbar). Natürlich bleiben daher auch die Aussagen meines Posts erhalten.

    Ich vermute auch nicht, dass „der Lastverlauf in der Zukunft immer absolut identisch sein wird“ (sie immer mit Ihren Unterstellungen). Ich habe Ihnen lediglich gezeigt, wie die Energiemenge allgemein berechnet wird und wie Sie dies in der Praxis umsetzen können.

    Die Energiemenge der vollen Batterie lässt sich sowohl theoretisch berechnen (hierfür müssten Sie aber zusätzlich zu Ihrer elektrotechnischen Ausbildung auch noch ein Semester Physik draufsatteln), als auch über verschiedene Messverfahren bzw. Versuchsanordnungen in der Praxis nachweisen. Und glauben Sie mir, die in der Batterie gespeicherte Energiemenge ist immer die gleiche (auch dies setzt Basiskenntnisse in Physik voraus), egal mit welchen Lastverlauf Sie diese Energie von der Batterie geliefert bekommen oder einspeichern.

    Frohes Grübeln und viel Spaß beim Spielen mit den Versuchsanordnungen in Ihrer nächst gelegenen Physikfakultät 😉

  3. Entschuldigung für das „Nice“ am Anfang meines Posts. Sollte selbstverständlich „Nico“ lauten. (Vielleicht kann der Admin das ja noch korrigieren, bevor er den Post durchwinkt.)

  4. Soso Nice, Sie haben also nicht geschrieben „Aus Ihrem Beispieldiagramm erkennt man es fast schon sehr gut. Die Spannung noch mit der Stromstärke multiplizieren und dann die Fläche unten dem Graphen“?

    In „meinem“ Beispieldiagramm war offenkundig der Spannungsverlauf bei konstanter Stromstärke aufgetragen. (Diagramme lesen können Sie?) Da Sie sich explizit auf dieses Diagramm berufen, müssen Sie für die von Ihnen vorgeschlagene Berechnung also ebenfalls die Stromstärke konstant halten. Deshalb nochmal meine Frage: Bei welchem praktischen Einsatz eines Batterie ist die Stromstärke konstant?

    Im Gegensatz zu Ihnen verfüge ich bereits eine elektrotechnische Ausbildung. Deshalb war mir (offenkundig im Gegensatz zu Ihnen) bekannt, dass die Spannung einer Batterie nicht konstant ist. Mir ist zudem bekannt, dass diese Spannung insbesondere von der Stromstärke abhängig ist – also nicht nur im Ladungsverlauf, sondern auch zu jedem beliebigen Zeitpunkt. Ich hatte bereits versucht, Ihnen diesen Umstand anhand einer vollen Batterie zu verdeutlichen – was Sie allerdings schlicht ignorierten.
    Hätten Sie eine fachliche Ausbildung, wüssten Sie zudem, dass es nicht möglich ist, gleichzeitig Stromstärke und Spannung zu messen, da beide Messungen die jeweils andere beeinflussen. Das ist Leerwissen der ersten Ausbildungswochen.
    https://elektroniktutor.de/elektrophysik/ui_mess.html

    „Lassen Sie sich dort zeigen, wie man den (variablen) Spannungs- und Stromverlauf misst. … werden Sie hoffentlich einsehen, dass es doch möglich ist und dann können Sie mit Hilfe der von mir beschriebenen Mathematik auch die Energiemenge der Batterie berechnen.“
    Mal vorausgesetzt, diese Messung wäre praktisch möglich, dann könnte man berechnen, wie viel Energie bei diesem Lastverlauf aus der Batterie geliefert wurde. Und was lässt Sie nun vermuten, dass der Lastverlauf in Zukunft immer absolut identisch sein wird? Noch einmal: Welches Einsatzgebiet schwebt Ihnen bei Ihren Ausführungen vor.

    Und zum wiederholten male meine Frage: Wie ermitteln Sie diese Energiemenge für den Zeitpunkt der vollen Batterie, so dass Sie diese Energiemenge – wie von Ihnen gefordert – statt der „wertlosen“ Angabe der Kapazität auf die Batterie drucken können?
    In Wirklichkeit ging es Ihnen aber sowieso nie um Sinnhaftigkeit oder Sinnlosigkeit einer Angabe, sondern lediglich darum, um jeden Preis Recht zu behalten. Denn wie Sie selbst zu zutreffend geschrieben haben: „Und wenn ich dies tue, bin ich auch wieder bei der Proportionalität zwischen Leistung und Kapazität (im Sinne von Energiedichte – ergo Leistungsfähigkeit oder Leistungsvermögen) der Batterie.“
    Genau – wenn Sie behaupten, der Tisch sei ein Stuhl, dann ist die Aussage plötzlich doch richtig, dass sich die meisten Leute auf einen Tisch setzen, wenn sie am Stuhl etwas essen…

  5. Oh je, Hentinger. Ich denke Ihnen kann man nichts mehr beibringen. Mit den limitierten Mitteln hier im Kommentarbereich erst recht nicht.

    Zunächst:
    Bitte halten Sie sich an Ihre eigenen Grundsätze. Lesen Sie das was geschrieben steht und hören Sie bitte auf mir falsche Behauptungen zu unterstellen! Ich habe nirgends geschrieben die Stromstärke würde konstant bleiben.

    Und jetzt für den eigenen Lernfortschritt:
    Gehen Sie in die Ihnen am nähsten gelegene Physik Fakultät oder zur Not zu einem Ausbildungsbetrieb für Elektrotechniker. Lassen Sie sich dort zeigen, wie man den (variablen) Spannungs- und Stromverlauf misst. Nach einer kurzen Sinnkrise werden Sie hoffentlich einsehen, dass es doch möglich ist und dann können Sie mit Hilfe der von mir beschriebenen Mathematik auch die Energiemenge der Batterie berechnen. Voila!

    p.s.
    Danke für die Korrektur der Formel für die Leistung. Sie haben Recht, hier ist mir ein Tippfehler unterlaufen. Fügen Sie bitte P = U x I in meinen letzten Kommentar statt der falschen Formel ein und dann ergibt alles wieder Sinn und ist korrekt.

  6. Auweh, da hat sich Hentinger wieder in eine Wade verbissen 😆 Er ist schon ein Meister darin, das Wesentliche zu verpennen und sich an Kleinigkeiten aufzuplustern.

    Aber was kann man auch von jemandem erwarten, der den menschengemachten Klimawandel standhaft und bösartig leugnet…

  7. Verehrter Nico, in Ihrer ersten Teil der ersten Antwort unterstellen Sie also, dass sich der neue Akku grundsätzlich so verhält, wie ein Lithium-Ionen-Akku, so dass man die Aussage „Die Folge ist eine geringere Leitfähigkeit, wodurch Spannung und Kapazität sinken. Gängige Lithium-Ionen-Akkus liefern schon bei minus 40 Grad nur noch 12 Prozent ihrer Leistung“, die sich ausdrücklich auf den Lithium-Ionen-Akku und den dort verwendeten flüssige Elektrolyten bezog, auch auf den neuen Akku übertragen muss, obwohl dieser keinen flüssigen sondern einen organischen Elektrolyten verwendet.
    Woher haben Sie dieses Wissen?

    In Ihrer zweiten Teil der ersten Antwort empfehlen Sie, dass man nicht das lesen sollte, was geschrieben steht, sondern stattdessen sich die Aussagen so zurecht biegen soll, dass sie mit der eigenen (bereits gefestigten) Meinung übereinstimmen.
    Sie werden es mir hoffentlich nachsehen, dass ich mich an solch einem systematischen Selbstbetrug nicht beteilige.

    Zur Antwort auf die zweite Frage:
    „Die Spannung noch mit der Stromstärke multiplizieren und dann die Fläche unten dem Graphen“
    Sie unterstellen nun also, dass bei einer normalen Nutzung einer Batterie zwar die Spannung doch nicht konstant ist, nun soll aber stattdessen die Stromstärke konstant sein? Welches Einsatzgebiet schwebt Ihnen da vor?

    Woher erhalten Sie bei einer vollen Batterie den Spannungsverlauf bei variabler Stromstärke?

    Und entschuldigen Sie, aber als Korinthenkacker muss ich natürlich auch noch darauf Hinweisen, dass die Formel nicht lautet:
    Leistung = P × I
    sondern:
    P = U × I

    Und die korrekte Formel für die Energie lautet:
    E = P × t
    oder auch:
    E = U × I × t
    oder auch:
    E = I² × R × t
    oder auch:
    E = U² × G × t

    Und beim üblichen Einsatz einer Batterie ist nunmal weder U noch I noch t noch R noch G konstant.

  8. Zu Ihrer 1. Frage:
    „Der neue Akku behielt bei Tests 100 Prozent seiner Leistungsfähigkeit bis zu einer Temperatur von minus 40 Grad.“

    Und in vorher wurde implizit „Leistungsfähigkeit“ definiert:
    „Die Folge ist eine geringere Leitfähigkeit, wodurch Spannung und Kapazität sinken. Gängige Lithium-Ionen-Akkus liefern schon bei minus 40 Grad nur noch 12 Prozent ihrer Leistung“

    Ja, ich gebe Ihnen Recht, dass die Darstellung im Artikel keinen wissenschaftlichen Ansprüchen genügt und mit den verschiedenen Größen etwas unglücklich und leichtfertig umher geworfen wird. Wenn man jedoch kein Korinthenkacker ist und nebenbei noch fähig ist für geistige Transferleistungen, statt nur die einzelnen Wörter isoliert zu lesen, dann kann man die Intention des Autors schlussfolgern. Ach so, man benötigt natürlich auch noch etwas Nachsicht als charakterliche Eigenschaft.

    Zur 2. Frage:

    Energiemenge = Integral (Leistung, Zeit)
    Leistung = P*I

    Aus Ihrem Beispieldiagramm erkennt man es fast schon sehr gut. Die Spannung noch mit der Stromstärke multiplizieren und dann die Fläche unten dem Graphen. Gern geschehen!

  9. Noch einmal, Nico: Wo schreibt der Artikel irgend etwas zum Verhalten des neuen Akkus im Bezug auf die Energie (oder Kapazität)?
    Dass irgendetwas bei aktuellen Akkus irgendwie ist, können Sie doch nicht auf diesen Akku übertragen, wenn die Kernaussage des Artikels gerade sein soll, dass sich der neue Akku nicht so verhält, wie aktuelle Akkus.

    Wie berechnen Sie per Integralrechnung die Energiemenge eines vollgeladenen Akkus in den von mir genannten drei Beispielen?

    Können Sie mir denn eine Standardbatterie benennen, die unabhängig vom Entladezustand und/oder vom aktuellen Stromfluss eine konstante Spannung von 9V bzw. 1,5V besitzt?
    http://www.reiter1.com/Batterie_Charakteristik/Bilder/U_vs_t_AlleAlkali_100R_01.gif

  10. Zum ersten Punkt: Ich beziehe mich (teilweise) auf den im Artikel erwähnten Zusammenhang zwischen Temperatur und Energie sowie Leistung. Richtig, der Artikel gibt hierzu nicht viel Auskunft und lässt einiges offen. Der von mir in den letzten Posts näher beschriebene Effekt bei heutzutage gebräuchlichen Akkus ist jedoch nunmal vorhanden. Und nein, ich habe nirgends erwähnt, dass hier eine lineare(!) Abhängigkeit besteht, lediglich eine Abhängigkeit.

    Zum zweiten Punkt: Sie gehen fälschlicherweise davon aus, dass die Energiemenge eine Akkus „Pi mal Daumen“ mit einer konstanten Spannung berechnet wird. Dem ist nicht so. Integralrechnung ist hier das Mittel der Wahl, um auch bei nicht linearem Spannungsverlauf einen korrekten Wert zu erhalten.

    Und zur Vergleichbarkeit: Nehmen sie sich eine 9V-Block Standardbatterie mit 500 mAh Kapazität. Und daneben eine 1,5 V Mignon Batterie mit 2000 mAh Kapazität. Wenn ich nur die beiden Kapazitäten vergleiche, könnten Unwissende auf den Schluss kommen, die Mignon Batterie würde meine Taschenlampe viel länger betreiben können, weil sie ja eine 4 mal so hohe Kapazität hat. Dem ist aber mitnichten so (sondern genau umgekehrt). Diese mangelnde Vergleichbarkeit meine ich – da ist die Kapazität in Ah alleine leider nichtssagend. Wohingegen eine korrekt(!) berechnete Energiemenge in kWh hier deutlich aufschlussreicher ist.

  11. Verehrtester Nico, woher beziehen Sie die Information, dass bei diesem Akku abhängig von der Temperatur die Kapazität (Ah) bzw. Energie (kWh) linear mit der Leistung abnimmt? Im Artikel kommt der Begriff „Energie“ überhaupt nicht vor und der Begriff „Kapazität“ nur im Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Akkus, zu denen ausgesagt wird, dass diese bei geringerer Temperatur eine geringere Leitfähigkeit besitzen und dadurch sowohl Spannung als auch Kapazität sinken sollen.

    Gerade was die Vergleichbarkeit angeht, ist die Kapazität wesentlich aussagekräftiger, als eine (Pi mal Daumen berechnete) Eneregiemenge, die hierfür von einer konstanten Spannung ausgeht. Das ist letztlich ein reiner Schätzwert, der sich aus den physikalischen Gegebenheiten auch nicht ableiten lässt.

    Nehmen wir mal an, Sie haben einen (vollgeladenen) Akku mit einer Kapazität von 2.000 Ah und einer Nennspannung von 48 V. Der hätte dann wohl bei Ihnen eine Energie von 96 kWh.
    Wenn Sie die Leerlaufspannung des Akkupacks messen, ermitteln sie allerdings 55 Volt. Hat der Akku dann also stattdessen 110 kWh Energie gespeichert?
    Anschließend verbinden Sie den Akku (kurzzeitig) mit einem ordentlichen Verbraucher (also niedriger Widerstand bzw. hohe Leitfähigkeit und dadurch viele bewegte Ladungsteile – also viele Amperes), und messen in diesem Moment eine Spannung von 40 Volt. Haben sich also 30 kWh Energie schlagartig in Luft aufgelöst?

    Das witzige dabei ist: Die Kapazität wäre in allen drei Fällen natürlich konstant – nämlich 2.000 Ah.

  12. Okay, dann habe ich meine Punkt nicht klar genug ausgedrückt. Ich meinte (natürlich bezogen auf den Artikel, denn auf dessen Grundlage kommentieren wir hier), dass hier sowohl die Kapazität (in kWh) mit der Temperatur abnimmt als auch die Leistung. Also bei beiden eine gewisse Proportionalität zur Temperatur besteht.

    Sie haben mich übrigens falsch zitiert. Ich habe keinesfalls gesagt, dass die Angabe der Kapazität (Ah) wertlos ist. Ich habe gesagt, sie sei wertlos ohne die gleichzeitigte Angabe der Spannung. Und wertlos ist in diesem Sinne auch nur gemeint bezogen auf eine nicht mögliche Vergleichbarkeit.

    Ihren letzten drei Absätzen und hierbei noch einmal verstärkt Ihrem letzten Satz kann ich jedoch nur voll zustimmen! 🙂

  13. Richtig Nico, mein Beispiel bezog sich nicht auf den Inhalt des Artikels, sondern auf Ihre Hypothese, dass Kapazität und Leistung immer proportional zueinander sind und deshalb als Synonyme verwendet werden können. Es war mein (offenbar gescheiterter) Versuch, Ihnen zu verdeutlichen, dass diese Annahme nicht zutrifft.
    Wo steht im Artikel, dass diese Batterie bei jeder Temperatur gleich lange beliebig viel Strom liefert – also in Ihrem Beispiel immer 4 Stunden lang? Denn nur in diesem höchst ungewöhnlichen Fall trifft Ihre Aussage zu, dass Leistung und Kapazität proportional zueinander sind.
    Unbestreitbar ist dagegen, dass viele Laien die Angabe einer Leistung und einer Energiemenge als gleichwertig ansehen, von diesen also die Einheiten W und Wh quasi als Synonyme gebraucht werden. Manche sehen sogar die Angabe von W/h und von Wh als gleichwertig an – was besonders peinlich wirkt, wenn die betreffende Person dabei den Eindruck erwecken will, sich besonders gut mit der Materie auszukennen:
    http://members.aon.at/energiebauer/page_3_1.html
    (Und im vorletzten Satz setzt dieser Autor dem ganzen noch die Krone auf: „Die zweite Zeile informiert über die seit Jänner 2012 erzeugte Gesamtleistung in KW/h“. Herrlich!)
    Von einem Autoren in einem Fach-Blog erwarte ich aber eigentlich, dass er diese Anfängerfehler nicht mehr macht – selbst wenn dieser „nur“ ein Energiebauer oder ein Chemiker sein sollte – und kein Physiker.

    (Für alle, die nebenbei was dazu lernen wollen: Auch für die Angabe kW/h – oder Variationen wie W/s oder MW/h – gibt es durchaus einen Einsatzbereich. Verwendet wird diese Maßeinheit bei der Angabe eines Leistungsgradienten, also die Änderung der Leistung innerhalb einer Zeiteinheit. Es ist z.B. ein essentieller Wert, wenn man verdeutlichen will, welche Belastung die Zufallsstromerzeuger wie Photovoltaik- oder Windenergieanlagen für unser Stromnetz bedeuten.)

    Wenn Ihnen die Angabe der Kapazität (z.B. Ah) nicht gefällt, bleibt es Ihnen natürlich unbenommen, stattdessen die Energiemenge (z.B. kWh) anzugeben. Allerdings sind diese Angaben nur dann äquivalent, wenn Sie davon ausgehen, dass die Spannung über den gesamten Zeitraum konstant ist (was bei einem Akku nicht zutrifft).
    Ihre Aussage, dass die Angabe der Kapazität wertlos sei, ist aber genauso wenig zutreffend, wie die Behauptung, dass die Angabe der Stromstärke z.B. auf einer Sicherung wertlos sei, weil Ihnen dort die Angabe einer Leistung lieber wäre.

    Was dieser Artikel nicht angibt, für die Nutzung in einem Elektroauto aber durchaus relevant ist, ist z.B.:
    – Welche Spannung liefert eine Zelle dieser „Wunderbatterie“ (bei Raumtemperatur)?
    – Welche maximale Stromstärke kann so eine Zelle (bei Raumtemperatur) ohne Zusammenbruch der Spannung liefern?
    – Welche Kapazität hat so eine Zelle (bei Raumtemperatur)?
    – Was ändert sich bei Änderung der Temperatur nicht: die Spannung, die maximale Stromstärke und/oder die Kapazität?
    Sie können den Artikel gerne so oft lesen, wie Sie wollen, Sie werden die Antworten darin nicht finden. Aber ohne diese Angaben ist der Artikel letztlich vollkommen wertlos. Naja – außer der Information, dass es nun (im Labor) eine Zelle geben soll, die auch bei sehr niedrigen Temperaturen irgend eine Spannung aufweist und deshalb Strom liefern kann.
    Denkbar wäre durchaus, dass diese Zelle bereits bei Raumtemperatur eine sehr niedrige maximale Stromstärke liefert – die sich dafür aber auch bei sehr niedrigen Temperaturen nicht mehr nennenswert verringert. Ob so eine Zelle dann aber für die Energiespeicherung eines Elektroautos geeignet wäre, würde ich dann durchaus anzweifeln.

    Und ich finde es extrem Schade, dass der Autor nicht auf meine Frage antwortet und uns beide somit kräftig im Nebel herumstochern lässt – was natürlich letztlich überhaupt nichts bringt.

  14. Das Beispiel bezieht sich aber nicht auf dem im Artikel beschriebenen Effekt der Temperaturabhängigkeit.

    Nehmen wir die gleiche Batterie welche 4 Stunden lang 60 W abgeben kann bei Normalbedingungen. Dann stellen wir sie am Südpol auf bei -40 Grad Celsius. Dann wird sie, wenn man sie wieder in 4 Stunden komplett entleert deutlich weniger Leistung in diesem Zeitraum abliefern können. Nehmen wir an es wären dann z.B. nur 30 W.

    Damit hat sich in diesem Fall die Kapazität um 50% verringert, ebenso wie sich die Leistung um 50% verringert hat (jetzt mal unrelevant, ob durch Verringerung der Spannung, Stromstärke oder beidem gleichzeitig).

    Da sind wir auch bei dem Punkt, dass die Einheit Ah nicht besonders geeignet ist, wenn wir mit Kapazität im allgemeinen Sprachgebrauch die verfügbare Energiemenge der Batterie („wie weit komme ich mit meinen E-Auto“) meinen. Denn bei Ah muss man immer auch die zugrunde liegende Spannung mit nennen, sonst ist die Einheit wertlos. Besser ist es in diesem Fall kWh für die Kapazität der Batterie zu verwenden, weshalb dies auch alle Anbieter für Auto- oder Hausbatterien tun.

    Und wenn ich dies tue, bin ich auch wieder bei der Proportionalität zwischen Leistung und Kapazität (im Sinne von Energiedichte – ergo Leistungsfähigkeit oder Leistungsvermögen) der Batterie.

  15. Ich versuch’s mal so:
    Nehmen wir an, sie haben einen Stromspeicher mit einer Spannung von 12 Volt und einer Kapazität von 20 Ah.
    Einmal entnehmen Sie aus diesem voll geladenen Speicher vier Stunden lang eine Leistung von 60 W.
    Ein zweites mal entnehmen Sie aus dem (wieder) voll geladenen Speicher 24 Stunden lang eine Leistung von 10 W.
    Inwiefern änderte sich beim Vergleich der beiden Fälle durch die Änderung der Leistung auch die Kapazität des Stromspeichers?

  16. Okay, dann geht halt die Stromstärke in die Berechnung ein. Die direkte Proportionalität bleibt erhalten, da wie schon gesagt P = U x I. Demnach sinken sowohl die Leistung als auch die Kapazität um 12%. Das Geschriebene stimmt also. Oder liegt hier ein Fehler?

  17. Ich frag ja nur, weil z.B. der verlinkte Quell-Artikel der Frankfurter Allgemeinen behauptet, dass die Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus bei -40 °C auf 12 % sinkt, während hier erzählt wird, es sei die Leistung, die dann auf 12 % sinkt.
    Und nein, die Kapazität ist weder mit der Leistung identisch, noch berechnet sie sich aus der Spannung – denn eine Coulomb ist nunmal eine Amperesekunde, ist also von der Stromstärke und der Zeit abhängig, aber nicht von der Spannung.
    Welche physikalische Eigenschaft der Artikel mit „Leistungsfähigkeit“ meint, erschließt sich mir aber noch immer nicht.

  18. Leistung = Spannung x Stromstärke

    Somit kann man meiner Meinung sagen, dass die Leistung abnimmt, wenn eigentlich die gemessene Spannung (oder Stromstärke) abnimmt. Ist ja direkt proportional zueinander.

    Kapazität ist dann wieder ein anderes Thema, aber ich denke das wurde in dem Artikel auch korrekt unterschieden. Und selbst wenn nicht, auch die Kapaziät errechnet sich aus der Spannung, wodurch hier ein entsprechender Zusammenhang gegeben ist.

  19. Nachfragen an den Autoren:
    Ist in diesem Artikel tatsächlich immer Leistung gemeint, wenn von „Leistung“ geschrieben wird? Oder wird „Leistung“ lediglich als Platzhalter verwendet – und steht somit allgemein für Begriffe wie Spannung, Stromstärke, Kapazität und Leistung?
    Ist mit „100 Prozent Leistung“ die Leistung eines konventionellen Lithium-Ionen-Akkus gemeint, oder die Leistung des hier vorgestellten Akkus unter Referenzbedingungen?

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