Li-ion (Lithium-ion)

Li-ion batterij

Lithium-ion-batterijen  worden veel toegepast in Fietsen, Laptop accu’s, RC voertuigen, Digitale camera’s, elektrische tandenborstels, scheerapparaten, gereedschap en telefoons . Het grote voordeel van Li-ion batterijen is hun hoge energiedichtheid.  Het grote verschil met de voorganger NiCD en NiMH is dat de Li-ion batterij (meestal) een celspanning heeft van 3.6 – 3.7 volt. Hoewel in sommige gevallen de batterij afmeting gelijk is (bijvoorbeeld AA NiMH = 14500 Li-ion) kan de oude cel niet worden vervangen door de Li-ion batterij. Buiten het feit dan de spanning ander is, is ook de manier van laden verschillend.

Het nadeel van de Li-ion batterij is dat deze stuk gaat bij diepontlading. Daarom heeft een Li-ion batterij of accupack altijd een BMS ( Battery Management system) nodig.  Dit systeem controleert de spanning, om te diepe ontlading, overlading en te hoog stroomverbruik  te voorkomen. Diepontlading gebeurt wanneer de accu te ver leeg is en heeft interne beschadiging tot gevolg. Het BMS zorgt ervoor dat de stroomvoorziening wordt gestopt wanneer de interne spanning te laag dreigt te worden.

Eigenschappen

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 stuk. Daarom wordt 3,2 of 3,0 volt meestal als minimum aangehouden.  Op Fiets accu’s zijn vaak verschillende aanduidingen terug te vinden, afhankelijk van de nominale spanning van de toegepaste cel. Een Fiets accu voor een 24 volt motor heeft als aanduiding 25,2 volt (7x 3.6v) of 25,9 volt (7 x 3.7v). Dit type Fiets accu wordt gebruikt van 29,4 – 21,7 volt ( vol – leeg)

Voordelen:

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

 

Nadelen:

  • Hoge kostprijs.
  • Capaciteit verlies. bij stilstand

 

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  chemisch verval gaat bijvoorbeeld een laptopaccu ongeveer 3 tot 5 jaar mee. Dit verlies is nog groter bij een volledig geladen accu.

Bewaartemperatuur Capaciteitsverlies na 1 jaar(half-opgeladen batterij) Capaciteitsverlies na 1 jaar(volledig opgeladen batterij)

0 °C

2%

6%

25 °C

15%

20%

 

Als een Li-ion batterij niet wordt gebruikt kan men deze het best koel bewaren in half geladen toestand.

Tijdens gebruik kan met het beste de hele laad en ontlaad cycle gebruiken, dus laad de batterij altijd helemaal op en gebruikt deze tot de indicator aan geeft dat deze leeg is.

Accupack van bijvoorbeeld Fiets accu type Li-ion
Accupack van bijvoorbeeld Fiets accu type Li-ion

Zie ook NiMH en NiCd  informatie