AKKUMULATOR ACCUMULATOR
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akkumulator mit zwei Elektroden.The present invention relates to an accumulator with two electrodes.
Elektrische Akkumulatoren oder aufladbare Batterien der eingangs genannten Art sind seit langem bekannt und existieren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen. Es handelt sich dabei insbesondere um Sekundärzellen, die den Vorteil der Wiederaufladbarkeit bieten, wobei der Entladungsprozess durch Anlegen einer äußeren elektrischen Spannung zwangsweise umgekehrt werden kann. Eine Sekundärzelle wird beispielsweise durch eine elektrolytische Zelle gebildet, bei der zwei Elektroden - Kathode und Anode - in einen als lonenleiter dienenden Elektrolyten eingetaucht sind. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur elektrochemischen Speicherung elektrischer Energie.Electrical accumulators or rechargeable batteries of the type mentioned are long known and exist in a variety of embodiments. These are in particular secondary cells, which offer the advantage of rechargeability, wherein the discharge process can be forcibly reversed by applying an external electrical voltage. A secondary cell is formed, for example, by an electrolytic cell in which two electrodes - cathode and anode - are immersed in serving as an ion conductor electrolyte. In other words, the invention relates to a device for the electrochemical storage of electrical energy.
Akkumulatoren der eingangs genannten Art werden für den Betrieb von mobilen elektronischen Geräten wie beispielsweise Mobiltelefone, Handfunkgeräte, Videokameras, Digitalfotoapparate, Laptop-PCs, PDAs, Organizer, Musikabspielgeräte, Armbanduhren, GPS-Navigationsgeräte, Taschenrechner, Taschenlampen, elektrische Zahnbürsten usw. eingesetzt. Dabei ist die begrenzte Energiekapazität der bekannten Akkumulatoren ein störender Nachteil. Beispielsweise lassen sich gebräuchliche Laptop-PCs kaum mehr als eine Stunde lang mit den dazugehörigen Akkumulatoren betreiben.Accumulators of the type mentioned are used for the operation of mobile electronic devices such as mobile phones, handhelds, video cameras, digital cameras, laptop PCs, PDAs, organizers, music players, watches, GPS navigation devices, calculators, flashlights, electric toothbrushes and so on. The limited energy capacity of the known accumulators is a disturbing disadvantage. For example, conventional laptop PCs can hardly operate more than one hour with the associated accumulators.
Aus der Praxis sind weiterhin Akkumulatoren bekannt, die über radioaktive Anoden verfügen, bei denen radioaktive Substanzen auf die Anodenoberfläche aufgetragen sind oder bei denen die radioaktiven Substanzen in den Anoden angeordnet sind. Die Aktivierung mittels der radioaktiven Substanzen hat hier die Aufgabe, elektrochemische Reaktionen an der Anodenoberfläche zu beschleunigen. Des Weiteren sind Akkumulatoren bekannt, bei denen der Elektrolyt radioaktiv ist oder durch mechanische Schwingungen angeregt wird. Diese Art der Aktivierung oder Anregung hat die Aufgabe, die Elektrolytleitfähigkeit zu steigern oder elektrische Doppelschichten im Elektrolyten zu zerstören.From practice, accumulators are also known which have radioactive anodes in which radioactive substances are applied to the anode surface or in which the radioactive substances are arranged in the anodes. Activation by means of radioactive substances has the task here of accelerating electrochemical reactions on the anode surface. Furthermore, accumulators are known in which the electrolyte is radioactive or is excited by mechanical vibrations. This type of activation or excitation has the task to increase the electrolyte conductivity or to destroy electrical double layers in the electrolyte.
Akkumulatoren werden beispielsweise durch Lithium-Ionen-Batterien gebildet. Bei diesem Batterietyp wird im Aufladezyklus elektrische Ladung, die von Lithiumionen
transportiert wird, aus einer lithiumhaltigen Kathode unter der Wirkung eines angelegten elektrischen Felds in eine Kohlenstoffanode gepresst. Dabei durchlaufen die Lithiumionen einen ionenleitenden Elektrolyten und eine für Lithiumionen durchlässige lonenseparationsmembran. Die Lithiumionen lagern sich in das Kohlenstoffgitter der Anode ein. Die dadurch gespeicherte elektrische Energie ist der Anzahl der freien Lithiumladungen in der Kohlenstoffanode proportional. Je höher die von außen angelegte Ladespannung ist, umso mehr Lithiumionen können in die Anode getrieben werden.Accumulators are formed for example by lithium-ion batteries. In this type of battery, in the charging cycle, electric charge becomes that of lithium ions is transported from a lithium-containing cathode under the action of an applied electric field in a carbon anode. In this case, the lithium ions undergo an ion-conducting electrolyte and a lithium ion permeable ion separation membrane. The lithium ions are incorporated into the carbon grid of the anode. The electrical energy stored thereby is proportional to the number of free lithium charges in the carbon anode. The higher the charge voltage applied from the outside, the more lithium ions can be driven into the anode.
Im Entladezyklus wird der Lithiumionen-Akkumulator dann von der äußeren Ladespannung getrennt und elektrisch kurzgeschlossen. So verlassen die Lithiumionen wegen ihrer gegenseitigen coulombschen Abstoßung wieder die Anode und wandern zurück zur Kathode. Beim Verlassen der Anode setzen sie den Entladestrom zur Kathode in der äußeren Kurzschlussschleife frei.In the discharge cycle, the lithium ion secondary battery is then disconnected from the external charging voltage and electrically shorted. Thus, because of their mutual coulombic repulsion, the lithium ions leave the anode again and travel back to the cathode. Upon leaving the anode they release the discharge current to the cathode in the outer shorting loop.
Die Ladespannung kann jedoch nicht beliebig gesteigert werden, denn ab einer bestimmten Ladespannung werden die Lithiumionen in der Anode derart komprimiert, dass sie ihre gegenseitige coulombsche Abstoßung überwinden und gegenseitig Molekülbindungen eingehen können. In der weiteren Folge bilden sich metallische Lithiumausscheidungen in der Anode. Dieses gebundene Lithium geht dem Ladungstransport verloren und die hierfür geleistete elektrische Arbeit wird im Entladezyklus nicht wieder frei. In der weiteren Folge wird die Anode mit Lithium quasi vergiftet und der Akkumulator verliert sehr schnell seine Funktionsfähigkeit.However, the charging voltage can not be increased arbitrarily, because from a certain charging voltage, the lithium ions are compressed in the anode in such a way that they can overcome their mutual coulombsche repulsion and each other can enter into molecular bonds. In the further consequence, metallic lithium precipitates form in the anode. This bound lithium is lost to the charge transport and the electrical work done for it is not released again in the discharge cycle. Subsequently, the anode is virtually poisoned with lithium and the battery loses its functionality very quickly.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Akkumulator der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine besonders hohe Leistungsfähigkeit mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide an accumulator of the type mentioned, in which a particularly high performance is achieved with simple design means.
Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch einen Akkumulator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist der Akkumulator der eingangs genannten Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass zumindest einer Elektrode ein außerhalb der Elektrode angeordneter Erreger zur Erzeugung einer Bewegung und/oder eines angeregten Zustands mindestens eines Bestandteils oder Bereichs der Elektrode oder der gesamten Elektrode zugeordnet ist.
In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass durch die Erzeugung einer Bewegung und/oder eines angeregten Zustande mindestens eines Bestandteils oder Bereichs der Elektrode oder auch der gesamten Elektrode die obige Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst wird. Hierzu ist im Konkreten zumindest einer Elektrode ein außerhalb der Elektrode angeordneter Erreger zur Erzeugung der Bewegung und/oder des angeregten Zustande zugeordnet. Durch die Bewegung und/oder den angeregten Zustand kann verhindert werden, dass innerhalb derjenigen Elektrode, in die beim Ladevorgang des Akkumulators Ionen geführt werden, Molekülbindungen und nachfolgende Ausscheidungen der zugeführten Ionen auftreten. Die beim Ladevorgang zugeführten Ionen gehen damit nicht verloren. Mit anderen Worten wird mittels der Erfindung mindestens eine dynamische Elektrode bereitgestellt, die extern angeregt wird.According to the invention the above object is achieved by an accumulator having the features of claim 1. Thereafter, the accumulator of the type mentioned is configured and further developed such that at least one electrode is associated with an exciter disposed outside the electrode for generating a movement and / or an excited state of at least one component or region of the electrode or the entire electrode. In accordance with the invention, it has been recognized that the above object is achieved in a surprisingly simple manner by generating a movement and / or an excited state of at least one constituent or region of the electrode or the entire electrode. For this purpose, in the concrete at least one electrode is assigned an exciter arranged outside the electrode for generating the movement and / or the excited state. The movement and / or the excited state can prevent the formation of molecular bonds and subsequent precipitations of the ions introduced within the electrode into which ions are conducted during the charging process of the rechargeable battery. The ions supplied during the charging process are not lost. In other words, the invention provides at least one dynamic electrode, which is excited externally.
Bei dem erfindungsgemäßen Akkumulator kann folglich die Ladespannung zur Erhöhung der Energiespeicherung gesteigert werden, da der bisher übliche begleitende Degradationsprozess, der aufgrund von Molekülbindungen und Ausscheidungen in der Elektrode auftreten kann, unterdrückt werden kann. Es kann dabei quasi zu einer externen phononischen oder vibronischen Anregung eines Gitters der Elektrode kommen.In the case of the accumulator according to the invention, consequently, the charging voltage can be increased to increase the energy storage, since the hitherto customary accompanying degradation process, which can occur due to molecular bonds and precipitations in the electrode, can be suppressed. In this case, an external phononic or vibronic excitation of a grid of the electrode may occur.
Folglich ist mit dem erfindungsgemäßen Akkumulator ein Akkumulator angegeben, bei dem eine besonders hohe Leistungsfähigkeit mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht ist. Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Akkumulator die elektrische Energiespeicherkapazität und auch die elektrische Dauerleistungsabgabe beträchtlich und dauerhaft gesteigert werden, um die Betriebsdauer mobiler elektronischer Geräte wesentlich auszudehnen.Consequently, an accumulator is specified with the accumulator according to the invention, in which a particularly high performance is achieved with structurally simple means. In particular, in the accumulator according to the invention, the electric energy storage capacity and also the continuous electric power output can be considerably and permanently increased in order to significantly extend the operating life of mobile electronic devices.
Im Hinblick auf eine besonders wirkungsvolle Anregung der Elektrode könnte durch den Erreger eine Gitterschwingung einer Gitterstruktur der Elektrode erzeugbar sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte durch den Erreger eine Gitterverzerrung und/oder ein Gitterbruch einer Gitterstruktur der Elektrode erzeugbar sein. Weiter alternativ oder zusätzlich könnte durch den Erreger eine Gitterpotentialänderung einer Gitterstruktur der Elektrode erzeugbar sein. Derart induzierte Beeinflussungen des Zustands der Gitterstruktur können in wirksamer Weise dazu führen, dass die Bindungsaufnahme von beim Ladungsvorgang in die Elektrode zugeführ-
ten Ionen untereinander oder mit anderen Elektrodenbestandteilen unterdrückt wird oder bereits gebundene Ionen unter einem Bindungsbruch wieder frei werden, ohne dass die Elektrode weiter „vergiftet" wird. Gleichzeitig kann bewirkt werden, das Ionen, die innerhalb des Elektrodengitters in beispielsweise Potentialmulden gefangen sind, durch phononische oder vibronische Anregung wieder beweglich werden, da die induzierten Gitterschwingungen und Gitterverzerrungen oder Gitterbrüche zu einer lokalen Potentialänderung führen, die es den Ionen erlaubt, aus beispielsweise Potentialmulden zu entkommen.With regard to a particularly effective excitation of the electrode could be generated by the exciter a lattice vibration of a grid structure of the electrode. Alternatively or additionally, a grid distortion and / or a grid break of a grid structure of the electrode could be generated by the exciter. Further alternatively or additionally, a grid potential change of a grid structure of the electrode could be generated by the exciter. Such induced influences on the state of the lattice structure can effectively lead to the binding uptake of the charge process introduced into the electrode during the charging process. ions are suppressed with each other or with other electrode constituents, or ions which have already been freed are released again without the electrode being further "poisoned." At the same time, the ions trapped within the electrode grid in, for example, potential wells can be made phononic or vibrational excitation again, since the induced lattice vibrations and lattice distortions or lattice breaks lead to a local potential change, which allows the ions to escape, for example, potential wells.
Daher können bei dem erfindungsgemäßen Akkumulator wesentlich mehr Ionen bei erhöhter Ladespannung reversibel in der Elektrode gespeichert werden, wenn die Elektrode gleichzeitig von außen in phononische und/oder vibronische Anregung gebracht wird oder wenn in einer Gitterstruktur der Elektrode von außen eine permanente Gitterdynamik durch den Erreger induziert wird. Dies bewirkt eine besonders hohe Energiekapazität des Akkumulators.Therefore, in the accumulator according to the invention much more ions can be reversibly stored in the electrode at elevated charging voltage, when the electrode is brought simultaneously from the outside in phononic and / or vibronic excitation or if induced in a lattice structure of the electrode from the outside a permanent lattice dynamics by the pathogen becomes. This causes a particularly high energy capacity of the accumulator.
Zur Vermeidung von schädlichen Einflüssen auf die Elektrode durch den Erreger, welche aufgrund eines direkten Kontakts zwischen Elektrode und Erreger auftreten könnten, könnte der Erreger in einem vorgebbaren Abstand zu der Elektrode angeordnet sein. Dabei könnte es sich um einen so genannten Sicherheitsabstand zwischen Erreger und Elektrode handeln, um die Funktion der Elektrode durch den Erreger nicht zu beeinträchtigen.To avoid harmful influences on the electrode by the pathogen, which could occur due to a direct contact between the electrode and the pathogen, the exciter could be arranged at a predeterminable distance from the electrode. This could be a so-called safety distance between exciter and electrode, so as not to impair the function of the electrode by the exciter.
Im Konkreten könnte der Erreger eine Strahlungsquelle für Teilchen aufweisen. Durch einen geeigneten Teilchenbeschuss könnten die gewünschten Bewegungen und/oder Anregungen der Elektrode erzeugt werden. Als geeignete Teilchen, die einerseits die gewünschten Bewegungen und/oder angeregten Zustände erzeugen und andererseits keine wesentliche Beschädigung der Elektrode erzeugen, haben sich in der Praxis Elektronen und/oder Protonen gezeigt.Specifically, the pathogen could have a source of radiation for particles. By suitable particle bombardment, the desired movements and / or excitations of the electrode could be generated. As suitable particles which, on the one hand, produce the desired movements and / or excited states and, on the other hand, do not produce any significant damage to the electrode, have in practice been shown to have electrons and / or protons.
Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte der Erreger eine Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung aufweisen. Derartige elektromagnetische Strahlung könnte nach entsprechender Einkopplung derart mit einem Gitter der Elektrode wechselwirken, dass die gewünschten Bewegungen und/oder angeregten Zustände
erzeugbar sind. Als geeignete elektromagnetische Strahlung könnte Laserstrahlung, Mikrowellenstrahlung oder Gammastrahlung verwendet werden.Alternatively or additionally, the pathogen could comprise a radiation source for electromagnetic radiation. Such electromagnetic radiation could interact with a grid of the electrode after appropriate coupling in such a way that the desired movements and / or excited states can be generated. As suitable electromagnetic radiation laser radiation, microwave radiation or gamma radiation could be used.
Alternativ oder zusätzlich hierzu könnten durch den Erreger mechanische Schwingungen oder ein mechanisches Schwingungsspektrum in die Elektrode einkoppel- bar sein. Dabei könnten durch den Erreger Ultraschall-Stoßwellen in die Elektrode induzierbar sein. Insbesondere in einem solchen Fall könnte der Erreger einen Ultraschallgeber aufweisen, der als vorzugsweise stabförmiger Ultraschallquarz ausgebildet sein könnte. Im Falle einer Folienbatterie könnte ein Folienkathode-Elektrolyt-Foliendiaphragma-Elektrolyt-Folienanode-Paket um einen derartigen Ultraschallgeber, vorzugsweise stabförmiger Ultraschallquarz, gewickelt sein.Alternatively or additionally, mechanical vibrations or a mechanical oscillation spectrum could be coupled into the electrode by the exciter. It could be induced in the electrode by the exciter ultrasonic shock waves. In particular, in such a case, the pathogen could have an ultrasound generator, which could be designed as a preferably rod-shaped ultrasound quartz. In the case of a foil battery, a foil cathode electrolyte foil diaphragm electrolyte foil anode package could be wrapped around such an ultrasound transducer, preferably ultrasonic rod quartz.
Alternativ oder zusätzlich könnte der Erreger eine Induktionsschleife aufweisen, die auf die Elektrode wirkt. Dabei könnte der Erreger eine Induktionsantenne aufweisen, die vorzugsweise als Folieninduktionsantenne ausgebildet ist. Eine derartige Induktionsantenne könnte in das oben beschriebene Schichtpaket einer Folienbatterie an geeigneter Stelle eingelegt sein.Alternatively or additionally, the exciter could have an induction loop which acts on the electrode. In this case, the pathogen could have an induction antenna, which is preferably designed as a film induction antenna. Such an induction antenna could be inserted in the layer package of a foil battery described above at a suitable location.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung könnte ein den Elektroden zugeordneter Elektrolyt oder eine Membran eine teilchenemittierende oder radioaktive Einrichtung oder Quelle oder Substanz als Erreger aufweisen. Eine derartige Substanz könnte im Hinblick auf eine besonders kompakte Ausgestaltung des Akkumulators dem Elektrolyten beigemischt sein.In a further advantageous embodiment, an electrolyte or a membrane assigned to the electrodes could have a particle-emitting or radioactive device or source or substance as a pathogen. Such a substance could be admixed with the electrolyte in view of a particularly compact design of the accumulator.
Bei einer konkreten Ausgestaltung des Akkumulators könnte die Elektrode eine Anode sein. Insbesondere bei einem als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildeten Akkumulator könnte mittels der Erfindung eine Molekülbindung oder Ausscheidung bezüglich der Lithium-Ionen in der Anode vermieden oder zumindest reduziert werden.In a specific embodiment of the accumulator, the electrode could be an anode. In particular, in the case of a rechargeable battery designed as a lithium-ion battery, the invention could avoid or at least reduce molecular binding or precipitation with respect to the lithium ions in the anode.
Die vorliegende Erfindung grenzt sich im Hinblick auf die Verwendung radioaktiver Substanzen deutlich gegen selbst aktivierte Anoden oder gegen aktive Anoden ab, die entweder aufgebrachte radioaktive Substanzen oder in der Anode angeordnete radioaktive Substanzen aufweisen. In beiden letztgenannten Fällen können die radioaktiven Substanzen oder ihre Zerfallsprodukte oder chemische Verbindungen
zwischen den zugeführten Ionen und den radioaktiven Elementen oder ihren Zerfallsprodukten in der Elektrode oder auf der Elektrodenoberfläche zu einer „Vergiftung" oder Verunreinigung der Elektrode, insbesondere Anode, führen. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung ein Erreger oder eine Teilchenquelle außerhalb der Elektrode angeordnet.With regard to the use of radioactive substances, the present invention clearly contrasts with self-activated anodes or against active anodes which have either applied radioactive substances or radioactive substances arranged in the anode. In both latter cases, the radioactive substances or their decay products or chemical compounds between the ions supplied and the radioactive elements or their decay products in the electrode or on the electrode surface lead to a "poisoning" or contamination of the electrode, in particular anode.Therefore, in the present invention, a pathogen or a particle source is arranged outside the electrode.
Bei einer Ausführung des Akkumulators, bei dem eine Ultraschallanregung oder elektromagnetische Anregung der Elektrode durchgeführt wird, könnte die Elektrode in Resonanz angeregt werden, damit möglichst wenig Energie für die Anregung verbraucht wird.In an embodiment of the accumulator in which an ultrasonic excitation or electromagnetic excitation of the electrode is carried out, the electrode could be excited in resonance so that the least possible energy is consumed for the excitation.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lehre anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lehre anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenThere are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to the subordinate claims, on the other hand, to refer to the following explanation of a preferred embodiment of the teaching of the invention with reference to the drawings. In connection with the explanation of the preferred embodiment of the teaching according to the invention with reference to the drawing, generally preferred embodiments and developments of the teaching are explained. In the drawing show
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Akkumulators,1 is a schematic representation of an embodiment of an accumulator according to the invention,
Fig. 2 ein Diagramm, das herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien im Vergleich mit einem erfindungsgemäßen Akkumulator hinsichtlich der Energiedichte vergleicht, undFIG. 2 is a graph comparing conventional lithium-ion batteries in energy density compared with a secondary battery of the invention, and FIG
Fig. 3 ein Diagramm, das herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien im Vergleich mit einem erfindungsgemäßen Akkumulator hinsichtlich der Leistungsdichte vergleicht.Fig. 3 is a diagram comparing conventional lithium-ion batteries in terms of power density compared with a battery according to the invention.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Akkumulators mit zwei Elektroden 1 und 2, wobei die Elektrode 1 als Kathode und die Elektrode 2 als Anode ausgebildet sind. Im Hinblick auf eine besonders hohe Leistungsfähigkeit des Akkumulators ist zumindest einer Elektrode
2 ein außerhalb der Elektrode 2 angeordneter Erreger 3 zur Erzeugung einer Bewegung und/oder eines angeregten Zustands mindestens eines Bestandteils oder Bereichs der Elektrode 2 oder der gesamten Elektrode 2 zugeordnet. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Erreger 3 eine Strahlungsquelle für Teilchen auf. Im Konkreten ist der Erreger 3 in einem Elektrolyten 4 des Akkumulators angeordnet. Bei Verwendung einer radioaktiven Substanz als Erreger 3 könnte diese Substanz auch dem Elektrolyten 4 beigemischt sein.Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of an accumulator according to the invention with two electrodes 1 and 2, wherein the electrode 1 is formed as a cathode and the electrode 2 as an anode. With regard to a particularly high performance of the accumulator is at least one electrode 2 an exciter 3 arranged outside the electrode 2 for generating a movement and / or an excited state of at least one constituent or region of the electrode 2 or of the entire electrode 2. In the embodiment shown here, the exciter 3 has a radiation source for particles. Specifically, the exciter 3 is disposed in an electrolyte 4 of the accumulator. When using a radioactive substance as pathogen 3, this substance could also be added to the electrolyte 4.
In jedem Fall ist zu gewährleisten, dass der Erreger 3 außerhalb der Elektrode 2 angeordnet ist, so dass keine kontaktbedingte Beeinträchtigung der Elektrode 2 auftritt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Erreger 3 in einem derartigen Abstand von der Elektrode 2 angeordnet, dass eine geeignete Erzeugung der gewünschten Bewegung und/oder Anregung der Elektrode 2 durch den Teilchenbe- schuss erreicht ist.In any case, it must be ensured that the exciter 3 is arranged outside the electrode 2, so that no contact-related impairment of the electrode 2 occurs. In the exemplary embodiment shown, the exciter 3 is arranged at such a distance from the electrode 2 that a suitable generation of the desired movement and / or excitation of the electrode 2 is achieved by the particle bombardment.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die experimentell gemessene Energiedichte und damit auch Energiekapazität in einem Vergleich zwischen einer erfindungsgemäßen Lithium-Ionen-Batterie mit dynamischer Anode und einer herkömmlichen Lithium- Ionen-Batterie mit üblicher Anode in Abhängigkeit von der Lade-Entlade-Zyklenzahl. Dabei ergibt sich eine fast doppelt so hohe Energiedichte oder Energiekapazität der erfindungsgemäßen Batterie mit dynamischer Anode. Der erfindungsgemäße Akkumulator bzw. die erfindungsgemäße Batterie kann mit mehr als 5 Volt Lade-Entladespannung betrieben werden, wohingegen normale übliche Lithium-Ionen-Batterien mit kaum mehr als 4,2 Volt betrieben werden können.2 shows in a diagram the experimentally measured energy density and thus also energy capacity in a comparison between a lithium-ion battery according to the invention with dynamic anode and a conventional lithium-ion battery with conventional anode as a function of the charge-discharge cycle number. This results in an almost twice as high energy density or energy capacity of the battery according to the invention with a dynamic anode. The battery according to the invention or the battery according to the invention can be operated with more than 5 volts charge-discharge voltage, whereas normal conventional lithium-ion batteries can be operated with little more than 4.2 volts.
Fig. 3 zeigt in einem Vergleichsdiagramm die oben genannten erfindungsgemäßen und herkömmlichen Batterien hinsichtlich ihrer Leistungsdichte in Abhängigkeit von der Lade-Entlade-Zyklenzahl. Die Leistungsdichte der erfindungsgemäßen Batterie bzw. des erfindungsgemäßen Akkumulators ist um etwa 10% gegenüber der herkömmlichen Batterie gesteigert.Fig. 3 is a comparative diagram showing the above-mentioned inventive and conventional batteries in terms of power density depending on the charge-discharge cycle number. The power density of the battery according to the invention or the accumulator according to the invention is increased by about 10% compared to the conventional battery.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
With regard to further advantageous embodiments of the teaching of the invention, reference is made to avoid repetition to the general part of the specification and to the appended claims. Finally, it should be expressly understood that the embodiment described above is only for the purpose of discussion of the claimed teaching, but does not limit the embodiment.