Energiedichte (ED): Gravimetrische ED, Spezifische ED & Volumetrsiche ED

WIKI BATTERY - BATTERIEN & ENERGIESPEICHER

Was ist die Energiedichte in einer Batterie?

In Kürze

Die Energiedichte beschreibt die Menge Energie, die in einer Batterie pro Masse oder pro Volumen gespeichert werden kann.

Also die Energiemenge pro kg (Wh/kg) oder die Energiemenge pro Liter (Wh/L)

Welche Energiedichte gibt es?

Energiedichte - Volumetrische-Energiedichte erklärt von WikiBattery auf WikiBattery.org
Energiedichte - Volumetrische-Energiedichte erklärt von WikiBattery auf WikiBattery.org

Die volumetrische Energiedichte (Wh/L)

  • Die Energiedichte, oder volumetrische Energiedichte, spiegelt die Menge gespeicherte Energie pro Volumen in Litern (Wh/L) wider. 

Produkte, die lange Laufzeiten bei mässiger Belastung benötigen, werden auf hohe Energiedichte optimiert; die Fähigkeit, hohe Stromlasten zu liefern, kann eher vernachlässigt werden. Elektroautos benötigen Lithium-Ionen Batterien mit einer hohen Energiedichte, da ein Pkw in der Regel lange und konstant fahren will.

Für Elektroautos ist die volumetrische Energiedichte wichtiger als die spezifische Energiedichte, da der Platz für die Batterie beschränkt ist. Für die elektrische Aviatik und Luftfahrt allgemein ist die spezifische Energiedichte von hoher Relevanz, da die Gravitation stetig überwunden werden muss.

Spezifische Energiedichte - Gravimetrische-Energiedichte
Spezifische Energiedichte - Gravimetrische-Energiedichte

Spezifische Energiedichte oder gravimetrische Energiedichte (Wh/kg)

  • Die spezifische Energiedichte, oder gravimetrische Energiedichte, definiert die in der Batterie enthaltene Energiemenge in pro Gewicht (Wh/kg); 

Für die elektrische Aviatik und Luftfahrt allgemein ist die spezifische Energiedichte von hoher Relevanz, da die Gravitation stetig überwunden werden muss. Auch in Laptops ist eine hohe gravimetrische Energiedichte gewünscht, damit der Computer in der Tasche nicht zu schwer wird.

Wann und wo ist die Energiedichte wichtig?

Energiedichte im «Battery-Pack»

Oft wird die Energiedichte des Batteriepacks angegeben. In dieser Zahl ist, sind dann alle Komponenten eines Battery-Packs berücksichtigt. Diese Energiedichte des «Battery-Packs» ist sinnvoll beim Endverbraucher, da man diese Energiedichte auch im Elektroauto oder einem anderen Gerät effektiv verbaut. Die hohe Energiedichte in LIB Battery Packs ist unter anderem verantwortlich für die gute Umweltbilanz in Pkws.

Energiedichte in Batterien: Spezifische Energiedichte, Gravimetrische Energiedichte & Volumetrische Energiedichte
Energiedichte in Batterien: Spezifische Energiedichte, Gravimetrische Energiedichte & Volumetrische Energiedichte

Energiedichte in der «nackten Batteriezelle»​

In der Entwicklung und im Fachhandel wird oft die Energiedichte der «nackten batteriezelle» (Englisch: «bare cell» angegeben. Diese ist höher als die Energiedichte des Battery-Packs, weil Bauteile wie ein BMS, Metallkomponenten, Dichtungsmaterialien, Klebstoffe, Wärmeleitpasten und Isolationsmaterialien, die keine Energie speichern, nicht in der Energiedichte mit einberechnet sind. 

Hier werden folgenden Kompetenten mit einberechnet: aktive Elektrodenmaterialien, Stromleiterfolien, Elektrolyte, Separator und eine einfache Zell-Umhüllung.

Energiedichte im «Elektroden-Material»​

Die meist höchste Energiedichte wird von Forschern angegeben, die ein spezifisches Material untersuchen und entwickeln. Hier wird grösstenteils nur die Masse des zu untersuchenden AKTIVEN Elektrodenmaterial berücksichtigt (ohne Additive, Stromabnehmerfolie, Elektrolyte, Separator und aktive Gegenelektrode).

Dies ist gerechtfertigt, da man in der Wissenschaft einzelne Materialien untersuchen und vergleichen will.

Für die Forscher und Leser der Forschungsresultate ist es aber notwendig, immer genau zu beschreiben, welche Zell-Komponenten in Berechnungen für die Energiedichte, Leistung und Kapazität berücksichtigt wurden.

In symmetrisch konfigurierten Superkondensatoren wird die Energiedichte durch Messung der Doppelschicht-Kapazität der Kohlenstoffe-Elektroden bestimmt. 

Suchkonsole

Aktuelle Wiki Battery Artikel

Kapitel-Batteriematerialien-160x160---Wiki-Batterie---Wikibattery.org
WikiBattery

Kapitel Batteriematerialien

Batteriematerialien Wiki Battery – Batterien & Energiespeicher WIKI BATTERY WIKIBATTERY.ORG – BATTERIEN & ENERGIESPEICHER Kapitel Batteriematerialien Wofür sind Batteriematerialien? Die Zukunft der elektrischen Mobilität gestalten Forschen und Firmen entwickelt innovative Batteriematerialien und Technologien für aktuelle und zukünftige Generationen von Lithium-Ionen-Batterien

Mehr dazu »
Lithium Dendrite-Grow-in-Batteries
Akademie

Dendriten & Whisker in Batterien

Dendrite und Whisker in Batterien WIKI BATTERY – BATTERIEN & Energiespeicher Startseite Dendrite in Batterien Dendrite und Whisker in Lithium-Ionen Batterien Dendriten und Whisker sind winzige, starre baumartige Strukturen, die im Inneren einer Lithium-Ionen Batterie wachsen können; ihre nadelartigen Fortsätze

Mehr dazu »
Der-Nobelpreis---LOGO
Wiki

Nobelpreis

Nobelpreise werden in den Bereichen Physik, Chemie, Physiologie oder Medizin, Literatur und Frieden vergeben. 

Nobelpreise gelten weithin als die renommiertesten Auszeichnungen in ihren jeweiligen Bereichen.

Mehr dazu »
Was-ist-eine-Elektrode--erklärt-von-Wiki-Battery-auf-WikiBattery.org
Akademie

Elektrode (in Batterien)

Elektrode (in Batterien) WIKI BATTERY – BATTERIEN & Energiespeicher Suchkonsole Elektroden (in Batterien) Was ist eine Elektrode? Eine Elektrode ist ein elektrischer Leiter, der verwendet um zusammen mit einem nicht-elektrischen Leiter (Isolator) (z.B. Separator oder Elektrolyten) einen Stromkreis zu bilden. Das Wort Elektrode wurde von Michael Faraday aus zwei griechischen

Mehr dazu »
Nickel-Rohstoff-der-Elektromobilität
WikiBattery

Nickel – Rohstoff der Elektromobilität 2030

Nickel – Rohstoff der Elektromobilität 2030 Wiki Battery – Batterien & Energiespeicher Startseite Startseite Suchkonsole Nickel – Rohstoff der Elektromobilität? Aktuelle, echte Pack- und Zell-Preise → Kosten-Analyse 2026 Current, True Pack- and Cell-Prices → Cost Analysis 2026 Element-Nickel-Rohstoff–Wiki-Battery-Wikibattery Kapitel Nickel

Mehr dazu »

WIKIBATTERY.ORG

Wiki Battery ist eine Enzyklopädie für Batterie-Technologien, die Fachbegriffe aus dem Gebiet der Batterien einfach und verständlich erklärt.
Mehr über Wiki Battery findest du hier.

WikiBattery - WIKI Battery - WIKI für Energiespeicher und Batterien

Newsletter

Willst du Updates über alle unsere Tätigkeiten? Trag dich für den vierteljährlichen Newsletter ein.