Lithium accu

Lithium accu's

Lithium accu kwam je in het begin eigenlijk alleen tegen in bijvoorbeeld telefoons. De laatste jaren zijn lithium accu's ook geschikt voor elektrische fietsen, auto's maar ook voor elektrisch varen U komt ze ook steeds meer tegen in de camper en caravan wereld. Deze ontwikkeling zal alleen maar verder gaan. Wij hebben diverse merken Lithium accu in het assortiment kijk voor de producten hier: LINK. Hieronder vind u een uitleg betreffende lithium accu's.

Componenten van de li-ion batterij

Een li-ion batterij zet chemische energie direct om in elektrische energie. Hij bestaat uit twee polen, de anode en de kathode, een oplossing (elektrolyt) en een isolator (ook wel separator genoemd) die ervoor zorgt dat er geen stroom kan lopen tussen de anode en de kathode. Die stroom wil je wel hebben, maar dan niet door de batterij heen maar juist buitenom.

In de lithium-ion batterij is de anode vaak grotendeels van koolstof met daarin lithium. De kathode kan uit verschillende materialen bestaan. De meest voorkomende types zijn lithium-cobalt, lithium-mangaan en lithium-ijzer-fosfaat. Het elektrolyt bestaat uit lithium-zout in een oplossing.

Ontladen en laden van een li-ion batterij

Ontladen en laden van een li-ion accu. Wat er gebeurt bij het ontladen of laden van de batterij is dat het lithium-ion (Li+) zich beweegt van de ene naar de andere pool van de batterij, door het elektrolyt heen. Bij het ontladen wordt er lithium uit de anode onttrokken (extraction of deintercallation) en in de kathode gebracht (insertion of intercallation). Bij het laden gaat dat precies andersom.

Bij het ontladen wordt de anode negatief: daar ontstaat een overschot van elektronen. Aan de kathode wordt tijdens het ontladen juist Li+ opgenomen. Hiervoor zijn elektronen nodig. Als je de beide polen buitenom met elkaar verbindt, gaat er dus een stroom lopen. Om het handeltje op gang te houden moet tegelijkertijd Li+ stromen van de anode naar de kathode, door het elektrolyt en de isolator.

Het nadeel van een lithium accu is dat hij onder de 0 graden niet geladen kan worden. Dan zal hij geen stroom opnemen.

Temperatuur bereik Lithium accu.

De lithium accu heeft een hoog temperatuur bereik. -20 tot wel +60 bij ontladen. Bij het laden van de accu moet u rekening houden dat hij onder de 0 graden niet zal laden. Een Lithium accu is veel sneller te laden dan de gewone loodzuur accu's. Dat kan tot wel 4x sneller zijn dan traditionele accu's. Lithium accu's zijn volledig onderhoudsvrij en er is geen lekkage mogelijk.

Wanneer heb je nu meer of minder stroom?

Een batterij geeft meer stroom wanneer er meer Li+ door de batterij gaat bewegen. Die hoeveelheid is weer afhankelijk van onder andere de samenstelling van de kathode en anode waaruit het Li+ zich los moet maken dan wel binnen moet dringen, en het elektrolyt waar het Li+ doorheen moet. Je kunt je voorstellen dat er bepaalde materialen zijn waaruit het Li+ zich makkelijker kan ontrekken. Ook speelt mee hoe groot het reactieoppervlak is van de kathode en anode en de afstand tussen beide.

Met andere woorden: de verschillen in chemische samenstelling én de wijze waarop de anode, kathode, elektrolyt en isolator zijn vormgegeven, zorgen voor een unieke set van prestaties van de batterij. Dit betekent dan ook dat de ene lithium-ion-ijzer-fosfaat batterij de ander niet is.

Van batterij naar batterijmodules en batterijpakket

De li-ion batterij wordt ook wel de cel genoemd. Dit is de kleinste bouweenheid van de li-ion batteij. Deze ene batterij heeft een spanning van ergens tussen de 3.3 en 3.8V, afhankelijk van de samenstelling en vorm van de batterij. Heb je een hoger voltage nodig, meer kracht of meer actieradius, dan kunnen een aantal batterijen worden gecombineerd tot een batterijpakket. Zo zitten er in de Tesla ruim 6,800 gewone laptop batterijen die samen voldoende spanning en kracht hebben om de auto binnen 3.9 seconden naar de 100 km/uur te brengen en de auto een actieradius geven van zo’n 300 km. De iMiEV heeft een batterijpakket dat bestaat uit 22 modules van 88 batterijen, genoeg voor 130 km. De batterij module moet je zien als een onderdeel van het batterijpakket dat vervangen zou kunnen worden. Als er een batterij in een module kapot gaat, dan hoef je alleen die module vervangen en kun je de rest van het pakket laten zitten.

Het batterij-management system: BMS

Een li-ion batterij kan er niet goed tegen als hij te veel geladen wordt, te diep ontladen of te warm wordt. Om dit te voorkomen wordt ieder batterij voorzien van een stukje intelligentie: het batterij-management systeem (BMS). Hiermee wordt voortdurend gemeten wat de spanning is in de batterij (een maat voor hoe vol de batterij is), hoeveel stroom er in en uit gaat en wat de temperatuur is. Hierdoor kan per batterij geregeld worden hoeveel energie er nog in en uit kan en of de batterij koeling nodig heeft. In het BMS van een batterijpakket zit nog een stuk extra intelligentie zodat over het hele pakket optimaal geladen, ontladen en gekoeld kan worden. Sommige batterijpakketten kunnen zelfs aan een kant, bijvoorbeeld de kant van de auto die in de zon staat, harder koelen dan aan de andere kant.

Het BMS is ook een bron van informatie over de gezondheid van de batterij en is daarmee belangrijk voor het onderhoud van de auto. Het BMS geeft aan wanneer een batterij of batterij-module in het pakket niet meer goed functioneert. Als dat gebeurt, komt er meer druk te liggen op de batterijen die het nog wel goed doen, waardoor die weer sneller slijten. Het is dus belangrijk op tijd te weten dat er een batterij of batterijmodule uitvalt, zodat je hem kunt vervangen voordat het hele pakket naar de haaien gaat.