Mitteltemperatur-Thermalbatterien

Unter dem Begriff Thermalbatterien werden Batterien zusammengefasst, die bei höheren Temperaturen als Zimmertemperatur betrieben werden. Ausgenommen werden hier allerdings Festkörperbatterien mit Heizvorrichtungen, die wir den Festkörperbatterien zuordnen. Die Wärme wird aktiv zugeführt – nicht durch den Betrieb der Batterie selbst. Mit Hilfe einer geeigneten schnellen, pyrotechnischen Aufheizvorrichtung, die in die Batterie eingebaut werden kann, werden kommerziell erhältliche Hochtemperatur-Batterietypen meist in einem Bereich um 300 Grad Celsius gebracht, damit Komponenten wie die Aktivmaterialien der Elektroden oder der Elektrolyt, die bei Zimmertemperatur fest sind, leitfähig werden und/oder schmelzen.

Diese Batterietypen können oft kostengünstig betrieben werden, bieten eine hohe Versorgungssicherheit für die Ausgangsmaterialien, haben hohe Lebensdauern und können effizient arbeiten. Weil sie allerdings bei hohen Temperaturen betrieben werden müssen, ergeben sich Herausforderungen für einen wirtschaftlichen Einsatz. Die Abdichtung des Gehäuses ist aufwändig und die Batterien verlieren Energie in Form von Wärme. Das wirkt sich negativ auf die Energiedichte und Kosten des Systems aus und die Batterien eigenen sich nur für große stationäre Speicher im MWh-Bereich.

Im Rahmen der Förderinitiative Batterie 2020 gibt es verschiedenen Ansätze, um die Betriebstemperaturen solcher Batteriesysteme herabzusetzen und damit die Dämmung zu vereinfachen, geeignetere Separatoren zu finden und die Effizienz solcher Thermalbatterien zu verbessern und die Kosten zu verringern. Solche Mitteltemperatur-Thermalbatterien könnten als kleinere stationäre Speicher – möglicherweise als Heimspeicher – eingesetzt werden, als es mit dem Hochtemperatur-Systemen möglich ist.