Die Energiedichte ist ein wichtiger Kennwert von Energiespeichern und soll sich im Kontext von ITWissen auf die klassischen chemischen Energiespeicher, die Batterien, Akkus, Brennstoffzellen und auf die elektrischen Energiespeicher, die Kondensatoren und Ultrakondensatoren beschränken.

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Die Energiedichte dieser Komponenten bestimmen die Betriebs- und Nutzungsdauer von mobilen Geräten, von Systemen und Elektrofahrzeugen. Bei den genannten Komponenten bezieht sich die Energiedichte auf die Energiemenge bezogen auf das Volumen und das Gewicht der Akkus oder Kondensatoren, also Wattstunden (Wh) pro Volumeneinheit (Wh/ccm) bzw. pro Gewichteinheit (Wh/kg). Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Energievolumen oder Energiegewicht. Beide Energiedichten sollten möglichst hoch sein, damit der Akku eine hohe Energiedichte hat und wenig Platz einnimmt oder wenig wiegt. Die gängige Darstellform für den Vergleich der Energiedichte von Energiespeichern ist das Ragone-Diagramm. Der Kennwert Energiedichte wird auch bei Magneten für das halbe Produkt aus Flussdichte (B) und magnetischer Feldstärke (H) benutzt.

Energie- und Leistungsdichte von Akkus und Kondensatoren, dargestellt im Ragone-Diagramm

Bei der Energiedichte handelt es sich um die mittlere Entladespannung (V) multipliziert mit dem Entladestrom (A) und der Zeit (h) bis zum Erreichen der Entladeschlussspannung, dividiert durch das Volumen. Was die Energiedichte betrifft, so liegen die Lithium-Ionen-Akkus mit Werten von 150 Wh/kg bis 200 Wh/kg vor den NiMH-Akkus. Diese liegen bei etwa 120 Wh/kg und sind damit etwa doppelt so hoch, wie die von NiCd-Akkus. Im Vergleich dazu beträgt die Energiedichte von Brennstoffzellen 100 Wh/kg bis 1.000 Wh/kg und die von Ultrakondensatoren 5 Wh/kg bis 30 Wh/kg.

Neben der Energiedichte gibt es noch die spezifische Energie (Wh/kg) oder Leistungsdichte, die sich auf die Leistung in Watt pro Gewichts- oder Volumeneinheit (W/kg oder W/ccm)) bezieht.

Als weiteren Leistungsparameter von Batterien ist die spezifische Leistung (W/kg) zu nennen, bei der die Leistung bis zum Erreichen der Entladespannung in Relation zum Gewicht gesetzt wird. Sie errechnet sich aus der mittleren Entladespannung (V) multipliziert mit dem Entladestrom (A) und dividiert durch das Gewicht (kg).