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Dokumentenidentifikation DE102008053407A1 29.04.2010
Titel Verfahren zum Konditionieren von Ionen-Zellen und mit diesem Verfahren konditionierte Ionen-Zellen in einer Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie
Anmelder IMP GmbH, 80331 München, DE
Erfinder Hempel, Jörg Raimund, 72574 Bad Urach, DE
Vertreter BEETZ & PARTNER Patentanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 27.10.2008
DE-Aktenzeichen 102008053407
Offenlegungstag 29.04.2010
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.04.2010
IPC-Hauptklasse H01M 10/44  (2006.01)  A,  F,  I,  20081027,  B,  H,  DE
IPC-Nebenklasse H01M 10/48  (2006.01)  A,  L,  I,  20081027,  B,  H,  DE
H01M 10/50  (2006.01)  A,  L,  I,  20081027,  B,  H,  DE
H01M 10/52  (2006.01)  A,  L,  I,  20081027,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konditionieren von Ionen-Zellen mit den Schritten:
(a) Erzeugen eines Magnetfeldes am Ort der mindestens einen Ionen-Zelle;
(b) Laden der mindestens einen Ionen-Zelle auf deren Nennkapazität; und
(c) Kurzschließen der mindestens einen Ionen-Zelle über einen Zeitraum, in dem noch keine spürbare Erwärmung auftritt,
sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit mindestens einer Ionen-Zelle (1) und Mitteln zum Erzeugen eines Magnetfeldes am Ort der mindestens einen Ionen-Zelle (1).

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konditionieren von Ionen-Zellen sowie mit diesem Verfahren konditionierte Ionen-Zellen, insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren in einer Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie.

Unter allen derzeit bekannten Ionen-Zellen sind in letzter Zeit insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren in das Zentrum des Interesses gerückt. Lithium-Ionen-Akkumulatoren, oder kurz Lithium-Ionen-Akkus, auch LiIon-Akkus genannt, zeichnen sich durch ihre hohe Energiedichte aus, die mit mehreren 1000 Wh/kg höher ist als bei allen anderen Akkumulatoren. Darüber hinaus ist der Lithium-Ionen-Akku thermisch stabil, hat eine konstante Ausgangsspannung über den gesamten Entladezeitraum, eine lange Lebensdauer und kennt keinen (umstritten) Memory-Effekt.

Ein Lithium-Ionen-Akku erzeugt eine elektromotorische Kraft durch die Verschiebung von Lithium-Ionen.

Beim Ladevorgang wandern positiv geladene Lithium-Ionen durch einen Elektrolyten hindurch von der Kathode zwischen die Grafitebenen (nC) der Anode (Interkalation), während der Ladestrom die Elektronen über den äußeren Stromkreis liefert. Die Ionen bilden mit dem Kohlenstoff eine Interkalationsverbindung (LixnC). Beim Entladen wandern die Lithium-Ionen zurück in das Metalloxyd und die Elektronen können über den äußeren Stromkreis zur Kathode fließen.

Wesentlich für das Funktionieren der Interkalation ist die Ausbildung einer schützenden Deckschicht auf der negativen Elektrode, die für die kleinen Lithiumplus-Ionen permeabel, für Lösungsmittelmoleküle jedoch undurchlässig ist. Ist die Deckschicht ungenügend ausgebildet, kommt es zur Interkalation von Lithium+-Ionen mitsamt den Lösungsmittelmolekülen, wodurch die Graphitelektrode irreversibel zerstört wird. Die schützende Deckschicht besteht bei gängigen Lithium-Ionen-Akkus aus Graphit, welches auch aktives Material der negativen Elektrode (Anode) genannt wird. (Siehe dazu auch: http://www.ac.unikiel.de/bensch/forschungsgebiete/interkalationschemie )

Durch Tiefentladung kann die schützende Deckschicht aus aktivem Material deaktiviert (entformiert) werden. Auch durch Überladung kann das aktive Material ebenfalls verringert werden und zwar durch Zerstörung (z. B. Korrosion), Vergiftung (z. B. Sulfatierung), Passivierung (z. B. Memory-Effekt), Kurzschluss (z. B. Dendritenbildung), Elektrolytzersetzung (z. B. Austrocknung) und dergleichen.

Bei den gängigen Lithium-Ionen-Akkus ist daher sorgfältig darauf zu achten, dass keine Betriebszustände, wie Tiefentladung oder Überladung, Überhitzung und dergleichen auftreten, die einen negativen Einfluss auf die Kapazität des Lithium-Ionen-Akkus haben können. Die Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus ist für jeden einzelnen Akku individuell abhängig von Vorbedingungen wie Alter, Temperatur und dergleichen sowie dessen Konditionierung.

Unter Konditionierung versteht man in diesem Zusammenhang ein bestimmtes Vorgehen beim ursprünglichen Laden und Entladen des Lithium-Ionen-Akkus, wodurch sich dessen erreichbare Kapazität in erheblichem Maße positiv beeinflussen lässt.

So werden beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus nach ihrer Herstellung erstmalig mit einer geringen Stromstärke bis zum Erreichen der Mindestspannung geladen, die der Tiefentladungsspannung entspricht. Dann werden sie ab der Tiefentladungsspannung mit einem konstanten Strom bis zum Erreichen der Nennspannung geladen. Danach werden sie mit einer konstanten Spannung weiter geladen bis der Ladestrom einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet, beispielsweise 3% des Anfangsstroms oder das Laden wird beendet wenn der Ladestrom nicht mehr weiter absinkt.

Beim Entladen eines Lithium-Ionen-Akkus soll nach den meisten Herstellerangaben eine Entladung nicht unter eine Entladeschlussspannung erfolgen, die etwa 20% bis 25% unter der Nennspannung liegt, um die Lebensdauer des Lithium-Ionen-Akkus nicht zu verkürzen bzw. dessen Kapazität nicht unnötig zu verringern.

Die oben beschriebene Konditionierung von Lithium-Ionen-Akkus dient somit dem Erzielen und Erhalten einer hohen Ladekapazität sowie der Pflege des Lithium-Ionen-Akkus, um dessen Lebensdauer zu erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Konditionieren von Ionen-Zellen sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, die mit diesem Verfahren konditionierte Ionen-Zellen aufweist, anzugeben, die zu einer nennenswerten Steigerung der Effizienz der Ionen-Zellen bzw. der Vorrichtung führen.

Diese Aufgabe wir mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 14 gelöst.

In den Unteransprüchen sind Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet.

Die in einem Lithium-Ionen-Akku auftretende Interkalationsreaktion, d. h. die reversible Einlagung von Lithium-Ionen in eine feste Wirtsmatrix modifiziert die elektronischen und magnetischen Eigenschaften des Gesamtsystems.

So können beispielsweise ausgeprägte antiferromagnetische Wechselwirkungen innerhalb der Wirtsverbindung, d. h. z. B. innerhalb des Graphits durch einen zunehmenden Lithium-Gehalt abgeschwächt werden bis in dem voll interkalierten Material schließlich ferromagnetische Austauschwechselwirkungen dominieren.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Anbringen eines Magnetfelds an eine derartige Ionen-Zelle zu Wechselwirkungen führt, die bei entsprechender Konditionierung der so modifizierten Ionen-Zellen zu einer erheblichen Effizienzsteigerung der Ionen-Zellen führt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Erläuterung von Ausführungsbeispielen und Vergleichsversuchen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ionen-Zellen-Anordnung (1a), im Querschnitt (1b) und eine Draufsicht auf den verwendeten Magnetstreifen (1c);

2 schematisch die Verschaltung einer Ionen-Zelle mit anzubringendem Magnetstreifen mit einem Labornetzgerät;

3 eine Tabelle mit Vergleichsergebnissen von Messungen beim herkömmlichen Lithium-Ionen-Zellen und erfindungsgemäß präparierter Ionen-Zellen;

4 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 1;

5 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 2;

6 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 3;

7 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 4;

8 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 5;

9 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 6;

10 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 7;

und

11 Strom- und Spannungsverlauf bei Test Nr. 8.

Die 1a bis 1c zeigen eine Explosionsansicht (1a), einen Querschnitt (1b) der erfindungsgemäßen Ionen-Zellenanordnung sowie eine Draufsicht auf den verwendeten Manetstreifen 1.

Ein handelsüblicher Lithium-Ionen-Akku 2, hier vom Typ SAMSUNG SF US 18650 GR mit einer Nennspannung von 3,7 V wird bestückt mit zwei Magnetstreifen 1. Die Magnetstreifen vom Typ 3M 300LSE, Dauermagnetband MG01317 Plastinorm sind auf die Länge des Akkus 2 zugeschnitten und sich diametral gegenüberliegend parallel zur Längsachse des Akkus auf dem Akkumantel angebracht. Wie 1c zeigt, weisen die Magnetstreifen 1 eine sich abwechselnde Polung auf, die sich jeweils parallel zur Längserstreckung des Magnetstreifens erstreckt. Der verwendete Akku weist keine Schutzschaltung auf.

Wie der in 1b dargestellt Querschnitt zeigt wird der Akku 2 zusammen mit den Magnetstreifen 1 von einer dielektrischen Folie 3 umhüllt, auf der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Aluminiumfolie angebracht ist, die den Zylindermantel des Akkus vollständig einhüllt.

Der hier gezeigte Lithium-Ionen-Akku ist gewickelt, ähnlich einem Elko-Kondensator. Da es beim Aufwickeln möglicherweise zu unterschiedlichen Dicken der sich zwischen den Elektroden befindenden Elektrolytschicht kommen kann ist es denkbar, dass nicht jeder Anbringungsort auf dem Zylindermantel für die Magnetstreifen den gleichen Effekt zeigt. Es wurde beobachtet, dass das Anbringen eines Magnetstreifens auf dem Akku zu einem geringfügigen Spannungsanstieg am Lithium-Ionen-Akku führt. Dieser Spannungsanstieg war jedoch bei den durchgeführten Versuchen bei einigen Lithium-Ionen-Akkus je nach Anbringungsort des Magnetstreifens etwas unterschiedlich.

2 zeigt einen Versuchsaufbau mit dem der optimale Anbringungsort des Magnetstreifens festgestellt wurde. Dazu wurde ein Labornetzgerät mit variablem Innenwiderstand und separat einstellbarer Spannung sowie begrenzbarem. Strom an die Pole des Lithium-Ionen-Akkus angeschlossen und so eingestellt, dass ein zusätzlich in den Kreis integriertes Strommessgerät keinen Stromfluss zeigte. Das heißt, die vom Labornetzgerät bereitgestellte Spannung entsprach genau der Ausgangsspannung des Lithium-Ionen-Akkus. Anschließend wurde eine Magnetstreifen auf der Zylindermantelfläche des Akkus angeordnet und auf dieser zirkulär verschoben. Dabei zeigte sich, dass sich durch die Annäherung des Magnetstreifens bereits am Akku eine etwas höhere Ausgangsspannung eingestellt hat und über das Ampermeter 6 ein geringer Strom von einem Milliamper in das Netzgerät zurückfloss. Beim zirkulären Verschieben des Magnetstreifens zeigte sich, dass nicht jede radiale Position des Magnetstreifens zu dem gleichen Rückflussstrom führt. Der Magnetstreifen wurde schließlich an der Stelle auf dem Zylindermantel des Akkus belassen, an dem der ins Netzgerät zurückfließende Strom am größten war. Anschließend wurde ein zweiter Magnetstreifen auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Zylindermantels des Akkus angebracht. Durch diese Maßnahme konnte, wie im Folgenden noch näher zu erörtern sein wird, die Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie weiter gesteigert werden.

Im Folgenden wird ein Versuch geschildert, bei dem eine Reihenschaltung von sechs wie oben stehend beschrieben präparierten Lithium-Ionen-Akkus zuerst einer Konditionierung unterworfen wurden, die im Folgenden näher erläutert wird und anschließend wurden Lade- und Entladeversuche mit diesem Aufbau angestellt und mit einer Reihenschaltung von sechs identischen, handelsüblichen Lithium-Ionen-Akkus verglichen.

Zur Konditionierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie werden die darin enthaltenen, mit Magnetstreifen bestückten Ionen-Zellen bzw. die einzige Ionen-Zelle in einem ersten Schritt auf deren Nennkapazität aufgeladen. Dies kann nach einem üblichen Verfahren, wie eingangs beschrieben, erfolgen. Anschließend werden die Ionen-Zellen bzw. wird die Ionen-Zelle über einen kurzen Zeitraum kurzgeschlossen, in dem noch keine spürbare Erwärmung der Zelle auftritt. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Zeitraum fünf Sekunden nicht überschreiten sollte, vorzugsweise erfolgt der Kurzschluss über zwei Sekunden. Eine starke Erwärmung der Ionen-Zelle, d. h. über mehr als wenige Grad C°, ist unbedingt zu vermeiden, da dies auf irreversible Zerstörungsprozesse innerhalb der Zelle hindeutet.

Eine auf diese Weise konditionierte Ionen-Zelle, insbesondere ein Lithium-Ionen-Akkumulator zeigt bereits eine höhere Effizienz, d. h. eine gegenüber einer herkömmlichen nicht konditionierten Ionen-Zelle erhöhte Ladungs- und Energieabgabe. Dieser Effekt kann weiter gesteigert werden, wenn folgende Konditionierungsschritte auf das Kurzschließen folgen. Es folgt eine weitere Aufladung mit einem Ladestrom zwischen 10 mA bis max. 400 mA bis an den Polen der Zelle eine Spannung anliegt, die etwa 10% über der Nennspannung der Zelle liegt und der Ladestrom auf unter 10 mA gesunken ist. Anschließend wird die Ionen-Zelle mit einem Strom von 80 mA bis max. 600 mA kontrolliert entladen, bis ein abrupter Spannungs- und Entladestromabfall beobachtet wird. Anschließend wird der oben geschilderte Ladevorgang wiederholt und die Ionen-Zelle erneut kontrolliert entladen, bis ein beschleunigter Spannungsabfall beobachtet wird.

Eine solche Konditionierung wurde an Lithium-Ionen-Akkus vorgenommen vom Typ SAMSUNG SF US 18650 GR, wobei die Aufladung mit einem Ladestrom von 80 mA erfolgte, bis an den Polen der Zelle eine Spannung von 4 V anlag (Nennspannung der Zelle 3,7 V) und der Ladestrom auf 10 mA gesunken war. Dann wurde die Lithium-Ionen-Zelle mit einem Strom von 160 mA entladen bis die Spannung an den Polen der Zelle auf 2,5 V abgesunken war. Nach erneuten Aufladen, wie oben beschrieben, wurde die Lithium-Ionen-Zelle bis auf eine Spannung von 2,95 V entladen.

Sechs solcher Lithium-Ionen-Akkus, nach der oben beschriebenen Methode konditioniert, wurden in Reihe geschaltet. Jeder Akku war hier mit Bezug auf 1 beschrieben mit zwei Magnetstreifen versehen und unter Zwischenlegung einer isolierenden Folie mit einer Aluminiumfolie umhüllt.

Zu Vergleichszwecken wurde eine Serienschaltung aus sechs handelsüblichen Lithium-Ionen-Akkus gleichen Bautyps erstellt. Dieser Satz Lithium-Ionen-Akkus wird im Folgenden LITH 1 benannt, wohingegen der modifizierte und konditionierte Satz LITH 2 benannt wird.

Die im Folgenden an diesen Akkusätzen ausgeführten Messungen tätigte ein von der Industrie- und Handelskammer Region Stuttgart öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für EMV in seinen Räumen.

3 zeigt eine Zusammenfassung der Messergebnisse. Die 4 bis 10 zeigen die einzelnen jeweils aufgenommenen Messkurven des Spannungs- und Stromverlaufs.

In Test Nr. 1 und Test Nr. 2 wurden die Akkusätze LITH 1 und LITH 2 jeweils entladen bis an ihren Polen eine Spannung von 20 V anlag. Die Nennspannung der verwendeten Akkus beträgt nach Herstellerangaben jeweils 3,7 V. Eine Reihenschaltung von 6 Akkus ergibt somit eine Nennspannung der Anordnung von 22,2 V. Wie 5 zeigt hatte der Akkusatz LITH 1 am Anfang des Entladevorgangs eine Spannung von 22,58 V wohingegen der Akkusatz LITH 2 eine deutlich höhere Anfangsspannung von 24,03 V aufwies. Die entnommene Ladungsmenge, die sich beim Entladen bis auf eine Entspannung von 20 V jeweils ergibt und die entsprechende Energie ist für die beiden Akkusätze in der Tabelle in 3 wiedergegeben. Man erkennt bereits, dass dem modifizierten Akkusatz LITH 2 eine wesentlich höhere Ladungsmenge entnommen wurde, nämlich 464 mAh gegenüber 264 mAh bei LITH 1.

Anschließend wurden die Akkusätze LITH 1 und LITH 2 in den Tests 3 und 4 wieder aufgeladen. Die Ausgangsspannung vor dem Laden von LITH 1 lag bei 20,46 V, die sich nach dem Entfernen der Last nach dem Entladen von selbst einstellt. LITH 1 sowie LITH 2 wurden über eine Zeitspanne von etwa 39 min. kontinuierlich mit einem Strom von 400 mA geladen, wobei sich am Ende des Ladevorgangs bei LITH 1 eine Schlussspannung von 22,8 V einstellte. Innerhalb dieses Zeitraums wurde dem Akkusatz LITH 1 elektrische Energie in Höhe von 5,69 Wh zugeführt. Bei LITH 2 lag die Ausgangsspannung, welche sich von selbst einstellt, bereits bei 22,8 V. Während des etwa 39 min. andauernden kontinuierlichen Ladens wurde LITH 2 elektrische Energie in der Höhe von 4,24 Wh zugeführt, wobei die Schlussspannung bei 23,68 V lag.

Anschließend wurden die Akkusätze LITH 1 und LITH 2 in den Tests Nr. 5 und 6 wiederum bis auf eine Entladeschlussspannung von 20 V entladen. Die Ausgangsspannung von LITH 1 lag bei 22,27 V und die entsprechende Ausgangsspannung von LITH 2 bei 22,18 V. Bis zur Entladeschlussspannung von 20 V wurde LITH 1 elektrische Energie in Höhe von 5,24 Wh und LITH 2 elektrische Energie in Höhe von 4,64 Wh entnommen.

Auffällig an diesen Messungen ist, dass bei dem modifizierten Akkusatz LITH 2 eine deutlich höhere Ladungsmenge (438,6 mAh) als bei dem Akkusatz LITH 1 (245,3 mAh) entnommen wurde.

Auch ist die entnommene elektrische Energie in Höhe von 4,67 Wh beim Entladen von LITH 2 um mehr als 10% größer als die beim Laden zugeführte elektrische Energie in Höhe von 4,24 Wh.

In den Tests 7 und 8 wurden in einem erneuten Ladevorgang ausgehend von einer Ausgangsspannung von 21,47 V bei LITH 1 und 22,49 V bei LITH 2 erneut elektrische Ladung und somit elektrische Energie zugeführt. Die Energiezufuhr betrug 4,05 Wh bei LITH 1 und 4,26 Wh bei LITH 2.

Bei erneutem Entladen (Tests 9 und 10) lag die Energieentnahme bei dem Akkusatz LITH 1 bei 3,84 Wh und bei dem Akkusatz LITH 2 bei 4,44 Wh.

Auch bei diesem Test ergibt sich für LITH 2 eine positive Energiebilanz (geladen 4,26 Wh, entladen 4,44 Wh), wohingegen sich der Akkusatz LITH 1 „normal” verhielt (geladen 4,05 Wh, entladen 3,84 Wh).

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass bei den wiederholt vorgenommenen Lade- und Entladevorgängen sich bei den erfindungsgemäß modifizierten Lithium-Ionen-Akkusätzen, die mit Magnetstreifen bestückt waren und auf die oben geschilderte Art konditioniert wurden, sich eine deutlich bessere Energieentnahmebilanz einstellt, als dies bei konventionellen Lithium-Ionen-Akkus gleicher Bauart, wie sie bei den modifizierten Akkusätzen verwendet wurden, einstellte.

Worauf die Effizienzsteigerung der modifizierten Lithium-Ionen-Akkus letztlich beruht ist derzeit nicht vollständig geklärt. Es steht zu vermuten, dass die an die Lithium-Ionen-Akkus angelegten Magnetfelder einen Einfluss auf den Interkalationsprozess innerhalb des Elektrolyten des Akkus haben. Mit zunehmenden Einbau von Lithium-Ionen in das Wirtsgitter des Elektrolyten zeigt dieses System zunehmende ferromagnetische Wechselwirkungen, die durch das von außen angelegte Magnetfeld beeinflusst werden können.

Es wird vermutet, dass die spezielle Konditionierung mit Permanentmagneten versehenen Lithium-Ionen-Akkus zu einer Steigerung der Beweglichkeit der Lithium-Ionen führen kann, so dass die durch die magnetischen Wechselwirkungen auftretenden Effekte verstärkt werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • - http://www.ac.unikiel.de/bensch/forschungsgebiete/interkalationschemie [0005]


Anspruch[de]
Verfahren zum Konditionieren von Ionen-Zellen mit den Schritten:

(a) Erzeugen eines Magnetfeldes am Ort der mindestens einen Ionen-Zelle;

(b) Laden der mindestens einen Ionen-Zelle auf deren Nennkapazität; und

(c) Kurzschließend der mindestens einen Ionen-Zelle über einen Zeitraum, in dem noch keine spürbare Erwärmung auftritt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurzschließen über einen Zeitraum von weniger als 5 Sekunden, vorzugsweise weniger als 2 Sekunden erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zellen) positiv geladene Ionen der Metalle Li, Na, Mg, Pd, Al, Zn, Cd, Pb oder von Verbindungen dieser Metalle aufweist bzw. aufweisen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle ein Lithium-Ionen-Akkumulator ist, dessen positive Elektrode Ionen der Verbindungen LiCoO2; LiNiO2; LiNi1-xCoxO2; LiNi0,85Co0,1Al0.05O2; LiNi0,33Co0,33Mn0,33O2; LiMn2O4 Spinell oder LiFePO4 aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld durch mindestens einen Permanentmagneten erzeugt wird, der an der Ionen-Zelle angebracht ist. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle zylinderförmig ist und zwei streifenförmige Permanentmagneten auf dem Zellenmantel parallel zur Zellenachse und sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellengehäuse die Form eines Quaders aufweist und mindestens zwei streifenförmige Permanentmagneten auf gegenüberliegenden Seiten des Quaders angebracht sind. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zellen und gegebenenfalls die daran angebrachten Permanentmagneten mit einer dielektrischen Folie umgeben sind, auf der eine Metallfolie angebracht ist. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie eine Aluminiumfolie ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle ein Lithium-Ionen-Akkumulator ist und ferner folgende Schritte aufweist:

(d) nach dem Kurzschließen (c) eine weitere Aufladung mit einem Ladestrom von mindestens 10 mA bis maximal 400 mA erfolgt, bis an den Polen der Zelle eine Spannung anliegt, die etwa 10% über der Nennspannung liegt und der Ladestrom auf unter 10 mA gesunken ist;

(e) die Ionen-Zelle mit einem Strom von 80 mA bis maximal 600 mA kontrolliert entladen wird, bis ein abrupter Spannungs- und Entladestromabfall beobachtet wird; und

(f) Schritt (d) wiederholt wird und anschließend

(g) die Ionen-Zelle wiederum kontrolliert entladen wird, bis ein beschleunigter Spannungsabfall beobachtet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle eine Lithium-Ionen-Zelle ist und in Schritt (d) die Aufladung mit einem Ladestrom von 80 mA erfolgt, bis eine Spannung an den Polen der Zelle von 4 V anliegt und der Ladestrom auf 10 mA gesunken ist, die Ionen-Zelle mit einem Strom von 160 mA kontrolliert entladen wird bis die Spannung der Ionen-Zelle auf 2,5 V abgesunken ist und in Schritt (g) die Ionen-Zelle bis auf eine Spannung von 2,95 V entladen wird. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass:

– die Ionen-Zelle an ein Netzteil mit variablem Innenwiderstand und mit separat einstellbarer Spannung und begrenzbarem Strom angeschlossen ist und die Spannung des Netzteils so eingestellt wird, dass zwischen Netzteil und Ionen-Zelle kein Strom mehr fließt, und

– ein Magnetstreifen auf der Mantelfläche der Ionen-Zelle parallel zu seiner Langsachse solange verschoben wird, bis ein Strom maximal eingestellt ist, der von der Ionen-Zelle in das Netzteil zurückfließt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetstreifen im Wesentlichen die Länge der Ionen-Zelle haben und abwechselnd Nord- und Südpole parallel zur Längsachse der Magnetstreifen verlaufen. Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit mindestens einer Ionen-Zelle (1) und Mitteln zum Erzeugen eines Magnetfeldes am Ort der mindestens einen Ionen-Zelle (1). Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle (1) ein Lithium-Ionen-Akkumulator ist. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle zylinderförmig oder quaderförmig ist und die Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes mindestens einen Permanentmagnetstreifen aufweisen, der parallel zur Längsachse der Ionen-Zelle auf dem Zellenmantel angebracht ist. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Magnetstreifen auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten der Ionen-Zelle angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetstreifen im Wesentlichen die Länge der Ionen-Zelle in Richtung deren Längsachse haben und abwechselnd nebeneinander in Längsachsenrichtung verlaufende Nord- und Südpole aufweisen. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes einen Elektromagneten aufweisen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Zelle nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 konditioniert ist.






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