Lithium-ion-accu

Lithium-ion-accu’s (“Li-ion-accu”), ook soms onterecht aangeduid als “lithium-ion batterijen”, zijn accu’s die vaak in consumentenelektronica zoals mobiele telefoons, mp3 spelers en laptops worden gebruikt, vooral vanwege hun hoge energiedichtheid.

Er kleven echter ook een paar nadelen aan dit type accu. Omdat er een regelsysteem aan gekoppeld moet zijn, is dit type accu vaak specifiek voor een apparaat gemaakt, in tegenstelling tot bijvoorbeeld NiMH-accu’s. Dit regelsysteem controleert de spanning, om te diepe ontlading te voorkomen. Diepontlading gebeurt wanneer de accu te leeg is en heeft interne beschadiging als gevolg. Het regelsysteem zorgt ervoor dat de stroomvoorziening wordt gestopt wanneer de interne spanning te laag dreigt te worden.

Regelmatig wordt aan mij gevraagd hoe je het beste om kan gaan met een ingebouwde accu zoals die in in laptops en mobiele telefoons. De meeste mensen weten er niet veel over en geven de verkeerde tips over hoe deze accu’s te gebruiken en te laden. Hier zijn twee belangrijke feiten van Lithium-ion-accu’s die je moet weten:

1. Hoe minder keren een Lithium-ion-accu cel is ontladen, des te vaker kan je hem opladen. Als je hem maar 5% ontlaad kan je hem enkele honderden zoniet duizenden keren opladen, terwijl als je een Lithium-ion-accu cel compleet ontlaadt is de levensduur nog maar goed voor enkele tientallen keren. Gelukkig schakelen Lithium-ion-accu’s zichzelf uit als de resterende lading tot 40% is gevorderd. Hier komt het punt van de goedkopere accu’s die een grotere capaciteit beloven dan de originele varianten. De capaciteit van Lithium-ion-accu cellen is gelimiteerd, dus om de capaciteit te verhogen kan de fabrikant de accu fysiek groter maken of de accu toestaan om verder te ontladen. Dit laatste is een goedkope manier om deze accu’s met een grotere capaciteit te verkopen wat uiteraard wel het aantal laad-ontlaad cycli aanzienlijk bekort.
2. Een Lithium-ion-accu zal altijd slechter worden. De vraag is hoe snel. Wanneer een Lithium-ion-accu volledig is opgeladen verliest het 20% per jaar van zijn capaciteit wanneer deze bewaard wordt bij een temperatuur van 25°C of 35% bij een bewaartemperatuur van 40°C. Als je een volledig opgeladen Lithium-ion-accu in de koelkast bewaart bij 0°C  verliest deze slechts 6% per jaar. Een voor 50% geladen Lithium-ion-accu zal slechts 2% in capaciteit achteruit gaan per jaar of 4% bij 25°C.  Dit is de reden waarom laptop accu’s altijd maar half geladen geleverd worden. Lage temperaturen vertragen dus het verouderingsproces maar koel ze nooit verder af dan -25°C want dan vernietig je ze. Zie ook onderstaande tabel.

De grote vraag is hoe je je Lithium-ion-accu het beste kunt gebruiken om er het langste plezier van te hebben. Zoals ik hierbovan het artikel begon, wordt mij soms deze vraag gesteld. De meeste tips en aanbevelingen die je hoort gelden meestal specifiek voor Nikkel Cadmium (Ni-CD) of Nikkel Metaal Hydride (Ni-MH) accu’s en niet voor Lithium-ion-accu’s. Meestal adviseer ik hen de accu te laden wanneer het uitkomt en gebruik ze wanneer je ze nodig hebt. Het probleem met Lithium-ion-accu’s is dat het aantal laad cycli vermindert wanneer de Lithium-ion-accu diep ontlaad wordt. Maar wanneer je je Lithium-ion-accu altijd vol houdt, verouderen ze een stuk sneller. Dus het is het beste ze volledig te laden en ze gelijk daarna te gebruiken, en herlaad ze pas weer wanneer je weet dat je ze daarna gelijk weer nodig hebt. 

Eigenschappen

Voordelen: 

• Hoogste energiedichtheid, op de lithium-ionpolymeeraccu na Geringe zelfontlading (alleen door geïntegreerd regelsysteem)
• geen geheugeneffect (= capaciteitsvermindering bij het laden van een niet-lege accu)
• hoog vermogen (sterk afhankelijk van kathodemateriaal)
• Milieuvriendelijker dan andere batterijen 

Nadelen: 

• Hoge kostprijs
• Korte levensduur (zie hieronder)
• Gevallen van explosie door hoge temperaturen 

Levensduur 

• Een nadeel is dat de Li-ion-accu continu zijn capaciteit verliest, al wordt hij niet gebruikt. Dit verlies is groter bij hogere temperaturen. Door dit chemisch verval gaat bijvoorbeeld een laptopaccu typisch 3 tot 5 jaar mee. Dit afbraakfenomeen wordt versterkt wanneer de batterij volledig is opgeladen. De batterij mag niet helemaal ontladen worden, omdat de batterij dan onherstelbaar uit kan vallen.

Vanwege de hoge kostprijs van Li-ionaccu’s is het verstandig om de levensduur ervan te verhogen. Dit kan met inachtneming van de volgende maatregelen: 

Bewaren: 

• In de koelkast (niet in de vriezer)
• Niet geheel opladen (tot bijv. 97 %)
• Niet geheel ontladen (i.v.m. diepontlaadgevaar) 

Tijdens gebruik: 

• Zo veel mogelijk een adapter gebruiken
• (Voor laptop:) batterij eruit wanneer de laptop aan de adapter zit (i.v.m. levensduurverkortende hoge temperatuur)

Als je bovenstaande richtlijnen aanhoud, kan je dus de levensduur van je accu duidelijk verlengen, maar is in de praktijk vaak slecht uitvoerbaar.

Succes!