Lithium-ion-accu

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Lithium-ion-accu
Lithium-Ionen-Accumulator.jpg
Specificaties
Energie/massa 160[1] Wh/kg
Energie/inhoud 270[2] Wh/l
Vermogen/massa 190–1200[3] W/kg
Laad/ontlaadefficiëntie 80–90 %
Energie/consumentenprijs 4–8 Wh/
Zelfontlading 5–10 %/maand
Levensduur 24–36 maanden
Aantal laadcycli 500–1000
Bronspanning 3,6–3,7 V
Cilindrische cel voordat deze gesloten wordt (18650)

Een lithium-ion-accu of Li-ion-accu is een oplaadbare accu die vaak in consumentenelektronica en elektrische auto's wordt gebruikt, vooral vanwege de hoge energiedichtheid en lange levensduur.

Er kleven echter ook een paar nadelen aan dit type accu. De accu mag nooit te ver ontladen worden en wordt daarom meestal gebruikt in een apparaat dat voorzien is van een regelsysteem genaamd; Battery Management System of BMS. Dat systeem voorkomt te diepe ontlading en overladen. De accu is dan ook vaak specifiek voor een apparaat gemaakt, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een nikkel-metaalhydrideaccu (NiMH) ofwel de oplaadbare batterij AA Penlight of AAA. De Li-ion accu kent een aantal vormen. De bekendste is 18650 cyclindrische cel. Maar ook de Li-polymer pouch cellen zijn lithium-ion qua chemie. De bekendste Li-ion chemie samenstellingen zijn: lithium cobalt oxide (LiCoO2) en lithium ion manganese oxide battery (LiMn2O4, Li2MnO3, or LMO)

Diepontlading gebeurt wanneer de accu verder ontladen wordt dan de minimale toegestaande accu spanning. Afhankelijk van de chemie ligt die tussen 2,8 volt en 3,0 volt. Diepe ontlading heeft interne beschadiging tot gevolg. Een goed functionerend regelsysteem zorgt ervoor dat de stroomvoorziening wordt gestopt wanneer de interne spanning te laag dreigt te worden.

De lithium-ion-accu dient niet te worden verward met de (niet-oplaadbare) lithiumbatterij of andere lithium accu systemen zoals LiFePO4 en lithium titanate Deze andere lithium achtige batterijen hebben geheel andere eigenschappen en specificaties.

Eigenschappen[bewerken]

De nominale spanning van een enkele cel kan afhankelijk van de gebruikte anode variëren van 3,6 tot 3,8 volt. De spanning varieert echter van 2,40 tot 4,20 volt. Als de spanning onder de 2,40 volt komt, is de cel meestal defect. Daarom wordt 3,00 of 2,80 volt meestal als minimum spanning aangehouden. Hogere accuspanningen worden bereikt door cellen in serie te schakelen.

Het laden van een Li-ion-accu duurt ongeveer 3 uur. Bij proeven is gebleken dat laden met een hoge laadstroom niet sneller gaat – de accu heeft toch drie uur nodig voordat zij helemaal geladen is.

Voordelen:

  • Hoogste energiedichtheid, op de lithium-ion-polymeer-accu na.
  • Geringe zelfontlading (alleen door geïntegreerd regelsysteem).
  • Geen geheugeneffect (geen capaciteitsvermindering bij het consequent laden van een niet-lege accu).
  • Hoog vermogen (sterk afhankelijk van kathodemateriaal).
  • Milieuvriendelijker dan andere batterijen.
  • Lange levensduur.

Nadelen:

  • Hoge kostprijs.
  • Kans op explosie en brand door hoge temperaturen.

Levensduur[bewerken]

Een nadeel is dat de Li-ion-accu continu haar capaciteit verliest, al wordt zij niet gebruikt. Dit verlies is groter bij hogere temperaturen. Door dit chemisch verval gaat een laptopaccu ongeveer 3 tot 5 jaar mee. Dit afbraakfenomeen wordt versterkt wanneer de accu volledig is opgeladen.

Bewaartemperatuur Capaciteitsverlies na 1 jaar Capaciteitsverlies na 1 jaar
(half-opgeladen batterij) (volledig opgeladen batterij)
0 °C 2% 6%
25 °C 4% 20%
40 °C 15% 35%
60 °C 25% 40% (na 3 maanden)

Bron: BatteryUniversity.com

Vanwege de hoge kostprijs van Li-ion-accu's is het verantwoord om de levensduur ervan te verhogen. Dit kan met inachtneming van de volgende maatregelen:

Bewaren:

  • Bij een koele omgevingstemperatuur (< 25°C)
  • Niet leeg bewaren, maximaal opgeladen tot 80%

Tijdens gebruik:

  • Niet geheel op- of ontladen. Indien mogelijk de accu tussen 30 en 80% van haar capaciteit houden zorgt voor een maximale levensduur. Een diepe laadcyclus is slechts sporadisch nodig bij smartaccu's om deze te kalibreren.
  • Zo veel mogelijk opladen met gebruik van netvoeding. Het gebruik van snelladers vermijden.

De fabrikanten leveren hun Li-ion-accu's meestal af met 40% lading. Daarbij blijft de accu het langste goed.

Zie ook[bewerken]

Externe link[bewerken]