Lithium-ion-accu juist opladen: zo gaat het in zijn werk
Inhoud:
Lithium-ion-accu's zijn tegenwoordig een betrouwbare energieopslag, die onder andere elektrische hefwagens en vorkheftrucks van stroom voorzien. Maar hoe kan hun levensduur worden gemaximaliseerd? Terwijl oude oplaadmythes blijven circuleren, zijn moderne accu's nog altijd kwetsbaar voor risico's als diepontlading. In dit artikel tonen we u de beste oplaadmethodes en geven we belangrijke veiligheidstips.
Wat zijn lithium-ion-accu's?
Alle technische apparaten hebben tegenwoordig oplaadbare batterijen of accu's nodig. Elke dag komen we lithium-ion-accu's voortdurend tegen. De oplaadbare accu's zitten in smartphones, laptops, maar ook in elektrische voertuigen, vorkheftrucks en elektrische hefwagens. Ze voorzien de toestellen van stroom.
De voordelen van lithium-ion-accu's is enerzijds dat ze in vergelijking met andere oplaadbare batterijen een hoge energiedichtheid bieden. Anderzijds laden ze relatief snel weer op en hebben ze een lage zelfontlading, waardoor ze lang opgeladen blijven, ook al worden ze niet gebruikt. Als ze correct bewaard worden, bieden ze bovendien een hoge levensverwachting.
De fundamenten van lithium-ion-accu's opladen
Of de accu nu energie levert voor een kleine smartphone of een grote vorkheftruck, in principe werken alle lithium-ion-accu's hetzelfde. Ze kunnen wel verschillen in capaciteit, opbouw en prestatievermogen naargelang de toepassing, maar ze bestaan altijd uit de volgende elementen:
- Positieve elektrode (kathode), bestaande uit lithium-metaaloxide en delen van nikkel, kobalt en mangaan.
- Negatieve elektrode (anode) bestaat meestal uit grafiet.
- Separator, die de positieve en negatieve elektroden van elkaar scheidt om kortsluiting te vermijden. Bestaat meestal uit vliesmateriaal of polymeerfolie om lithium-ionen door te laten.
- Een watervrije elektrolyt waardoor de lithium-ionen als ladingdragers in de cel kunnen bewegen.
Het chemische proces dat hierdoor ontstaat, slaat elektrische energie op in de accu's. Eenvoudig uitgelegd verlopen de processen bij het ontladen en opladen als volgt:
- Bij het ontladen geven de lithium-atomen aan de anode een elektron af dat via een externe stroomkring naar de kathode gaat, waar ze door overgangsmetaalionen opgenomen worden.
- Bij het opladen bewegen de niet-geïoniseerde lithium-ionen zich van de kathode naar de anode door de separator. Daar worden ze tussen de grafietmoleculen in de anode opgeslagen – een proces dat intercalatie genoemd wordt.
De beste oplaadmethodes voor lithium-ion-accu's
Intussen zijn lithium-ion-accu's voor kleine en grote toestellen (elektrische hefwagens, vorkheftrucks) met slimme mechanismes uitgerust die ze beschermen tegen schade. Laad accu's het beste als volgt op om ze te ontzien (deze aanpak is ook voor laptops aan te raden):
- Laad tussentijds op: vroeger werden accu's volledig opgeladen en ontladen, zodat ze zo lang mogelijk functioneel bleven. Tegenwoordig wordt er eerder geadviseerd om zogenaamde vlakke laadcycli toe te passen. Dit houdt in dat de accu opgeladen wordt bij een accuniveau tussen 30% en 80%.
- Laad voor het eerste gebruik volledig op: heeft u een nieuwe lithium-ion-accu aangekocht, dan moet u deze voor het eerste gebruik volledig opladen. Doe dit ook als u veel tussentijds oplaadt, minstens om de vier à zes weken.
- Schakel de oplader uit voordat u de accu gebruikt: dit geldt vooral voor grotere accu's zoals voor vorkheftrucks of hefwagens. Schakel de oplader uit voordat u de accu verwijdert, zodat ze langer meegaat.
- Gebruik de originele oplader: de oplader van de fabrikant is afgestemd op de accu. Dit zorgt voor de correcte spanning en zoveel mogelijk efficiëntie. Namaakproducten gebruiken meestal minderwaardige onderdelen, waardoor de levensverwachting van de accu daalt.
Veelvoorkomende problemen en mythes bij het opladen van lithium-ion-accu's
Er bestaan veel mythes over het gebruik van lithium-ion-accu's die nog uit de tijd van de oudere accutechnologie stammen, zoals de nikkel-cadmium-accu's. Onderstaande methodes kunt u gerust toepassen zonder dat u zich zorgen moet maken om de houdbaarheid van de accu's:
- Accu overladen: intussen gebruiken alle lithium-ion-accu's clevere managementsystemen voor de accu, zodat het niet mogelijk is om deze te overladen. Zodra de accu volledig opgeladen is, stopt de energietoevoer.
- Diepontladingen: men spreekt van een diepontlading als een accu zo ver ontladen is dat de spanning onder een kritieke waarde zakt. Bij lithium-ion-accu's kan dit de capaciteit verkleinen of de cellen permanent beschadigen, zodat de accu onbruikbaar wordt. Moderne accu's hebben veiligheidsmechanismes die vermijden dat de accu onder deze kritieke waarde zakt. Toch kan een diepontlading door defecte opladers of kortsluitingen ontstaan.
- 's Nachts opladen: een mythe die ontstaan is uit het vermoedelijke gevaar van overladen: accu's mag u 's nachts niet opladen. Intussen vormt dit geen probleem meer, want enkele fabrikanten van accu's houden bij het ontwerp zelfs rekening met 's nachts opladen.
- Het memory-effect: vroeger trad er bij oudere accu's het zogenaamde memory-effect op als accu's gedeeltelijk ontladen en vervolgens weer opgeladen werden. Dit leidde na verloop van tijd tot een vroegtijdig spanningsverlies en minder vermogen, omdat de accu "opmerkte" of "zich herinnerde" dat er minder capaciteit nodig was en dus ook minder energie leverde. Bij nieuwe lithium-ion-accu's werkt dit effect niet meer. Zoals vermeld kunt u dus altijd gedeeltelijk en tussentijds opladen.
Veiligheidstips
Denk eraan dat het bij lithium-ion-accu's om gevoelige techniek gaat. Neem de handleiding van de fabrikant zeker door. Stel de technische toestellen, vooral de elektrische voertuigen, niet bloot aan extreme temperaturen of laad de accu's niet op onder zulke omstandigheden. Bij een hoge temperatuur van meer dan 40°C versnellen de chemische reacties in de accu, bij een lage temperatuur vanaf -10°C gaan ze daarentegen trager. Dit kan niet alleen leiden tot capaciteitsverlies, maar ook tot permanente schade of kortsluiting. Laad de accu's op in ruimtes met een normale temperatuur, liefst 20°C tot 25°C (kamertemperatuur dus).
Wees voorzichtig met water, omdat het contact met lithium-ion-accu's gevaarlijke chemische reacties kan veroorzaken. Het gebruikte lithium kan met water lithiumhydroxide vormen, een bijtend loogwater dat bij huidcontact of oogcontact ernstige chemische verbrandingen kan veroorzaken. Een andere reactie van lithium-ion-accu's in contact met water is de vorming van waterstofgas, een licht ontvlambaar gas met explosiegevaar.
Gebruik zoals reeds vermeld zoveel mogelijk de originele opladers. Als dit om de een of andere reden niet mogelijk is, let er dan op dat uw opladers gecertificeerd zijn. Koop opladers van bekende merken en let op certificeringen als CE (Europese veiligheidsnormen), UL (certificering uit de VS), RoHS (beperking van gevaarlijke stoffen) of TÜV. Zo bent u er zeker van dat uw oplader beschermd is tegen oververhitting, overlading en kortsluiting en overspanningsbeveiliging biedt.
Oorzaken waarom de lithium-ion-accu niet meer oplaadt
Als uw lithium-ion-accu niet meer volledig of zelfs helemaal niet meer oplaadt, dan kan dit te wijten zijn aan volgende oorzaken:
- De accu is defect.
- De accu is verouderd.
- De oplaadkabel is beschadigd.
- De accu is niet compatibel met de oplader.
- De omgevingstemperatuur is te hoog of te laag.
Tips om de levensduur te verlengen
Een lithium-ion-accu voor een elektrisch aangedreven voertuig kan tot wel 3000 laadcycli halen. Of de accu daadwerkelijk zo vaak opgeladen kan worden, hangt af van hoe u met de accu omgaat en welke beschermende maatregelen u treft.
U kunt bijvoorbeeld het volgende doen:
- Bewaar de accu niet leeg: als u uw lithium-ion-accu's 's nachts of meerdere dagen opslaat (bijvoorbeeld in een hiervoor voorziene kast, zorg er dan voor dat de accu niet volledig leeg is. Anders riskeert u een diepontlading, waardoor u de accu in het ergste geval niet meer kunt gebruiken. Een optimaal accuniveau om te bewaren is tussen 50 tot 70 procent. In dit artikel komt u te weten waarmee u nog rekening moet houden als u accu's bewaart.
- Gebruik de accu's regelmatig: lithium-ion-accu's mag u niet te lang ongebruikt bewaren. Na verloop van tijd raken ze leeg, ook al gaat dit nog maar langzaam dankzij de moderne technologieën. Als u de accu langere tijd niet nodig heeft, laad hem dan toch tussendoor weer op om de houdbaarheid te verlengen.
- Bewaar de accu bij ideale temperaturen: de ideale opslagomstandigheden zijn koele, droge ruimtes met een kamertemperatuur van 15°C tot 18°C. De temperatuur zorgt ervoor dat de chemische processen in de accu langzamer gaan en verkleinen het risico op diepontlading.
Conclusie:
Lithium-ion-accu's zijn tegenwoordig krachtig en betrouwbaar, problemen zoals het memory-effect of overlading zijn verleden tijd. Als u de accu correct bewaart, regelmatig gebruikt en beschermt tegen extreme temperaturen, dan kunt u een lange levensduur verwachten. Zorg er ook altijd voor dat u de veiligheidsvoorschriften naleeft.
Dit zou u ook kunnen interesseren
Lithium-ion-accu's zijn tegenwoordig een betrouwbare energieopslag, die onder andere elektrische hefwagens en vorkheftrucks van stroom voorzien. Maar hoe ka...
Lees verder Werkplaats efficiënt reinigen: zo gaat u te werk!
In uw werkplaats worden er elke dag duizenden handgrepen aangeraakt en wordt er gewerkt met olie en vele andere materialen. Het is dus geen wonder dat er sn...
Lees verder Uw buitenruimtes winterproof maken: zo gaat het in zijn werk
In vele gebieden over de hele wereld laat de winter zich elk jaar voelen en zakken de temperaturen. Afhankelijk van waar u woont, kan dit betekenen dat u uw...
Lees verder