Uitleg Oplaadbare Batterij
De oplaadbare batterij is één van de basiselementen van elektrische auto’s, elektrische boten, elektrische fietsen en alle andere vormen van elektrische mobiliteit. De batterij bepaald per slot van rekening hoeveel, hoe snel en hoe lang er energie geleverd kan worden aan de elektromotor en hoe lang u moet opladen voordat u weer verder kunt. Maar welke oplaadbare batterij is geschikt voor welke toepassing? Er zijn meer dan 5 verschillende soorten Lithium Ion batterijen en ook Loodzuur batterijen worden nog regelmatig gebruikt. In dit artikel worden de meest voorkomende types oplaadbare batterijen behandeld en vergeleken.
Altijd op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen en aanbiedingen voor oplaadbare batterijen? Schrijf hieronder in op onze nieuwsbrief.
Hoe vergelijkt u oplaadbare batterijen met elkaar?
Welke soorten oplaadbare batterijen bestaan er?
Hoe bepaald u welke oplaadbare batterij u nodig heeft?
Hoe moet u Lithium Ion batterijen opladen?
Veilig bewaren en werken met oplaadbare batterijen
Hoe goed of slecht zijn batterijen voor het milieu?
Hoe vergelijkt u oplaadbare batterijen met elkaar?
Om te bepalen welk type en sterkte oplaadbare batterij voor uw toepassing geschikt is moeten we weten hoe we ze met elkaar moeten vergelijken. De volgende definities en grootheden worden algemeen gebruikt bij het omschrijven van, en rekenen aan oplaadbare batterijen.
Batterijcel versus batterij module
Voltage van een batterij
Batterij Cut Off Voltage
Batterij Nominaal Voltage
Batterij Open Klem Spanning
Batterij Interne Weerstand
Batterij Kritieke Stroom
Batterij (Nominale) Capaciteit
C-waarde van een batterij
Energie van een batterij
Vermogen van een batterij
Vermogensdichtheid van een batterij
Energiedichtheid van een batterij
Met de bovenstaande parameters kunt u goed batterijen vergelijken en een circuit ontwerpen waarin u batterijen toepast. Daarnaast worden nog een aantal parameters gebruikt die vooral van belang zijn voor het veilig toepassen en juist uitlezen van een oplaadbare batterij en het maximaliseren van de levensduur.
Temparatuur Correcties
Maximale Ontlaadstroom
Wanneer is een batterij versleten
Maximale Laadstroom
Charge Cutoff Voltage
State of Charge
State of Health
Batterijcel versus batterij module
Een batterijcel is een elektro-chemische unit die in staat is elektrische energie te leveren middels een interne chemische reactie. Oftewel, door een chemische reactie in de batterijcel wordt stroom opgewekt. Een batterij module (of gewoonweg batterij) bestaat uit 1 of meerdere gecombineerde batterijcellen. Batterijcellen worden normaal gesproken in gestandaardiseerde maten geproduceerd en batterijmodules kunnen allerlei verschillende vormen hebben.
In elektrische mobiliteit komen 2 standaard maten batterij cellen veel voor, de 18650 en de 21700 cellen. De eerste 2 cijfers geven de diameter aan en de opvolgende 2 cijfers de lengte. Tesla gebruikt bijvoorbeeld de beide formaten in hun elektrische auto’s.
Let op:
Lithium Ion Batterijcellen kunnen met of zonder beveiliging worden geleverd. Als Lithium-Ion batterijcellen met beveiliging worden geleverd zijn ze vaak iets groter dan de maat die genoemd wordt.
| Batterijcel 18650 | diameter 18 mm | hoogte 65 mm |
| Batterijcel 21700 | diameter 21 mm | hoogte 70 mm |
Voltage van een batterij (V)
Het voltage van een oplaadbare batterij is niet constant. Het voltage dat je op een willekeurig moment meet is bijvoorbeeld afhankelijk van hoe “vol” een batterij op dat moment nog is en de temperatuur die een batterij op dat moment heeft. Als je op een willekeurig moment en onder willekeurige omstandigheden het voltage meet kun je een batterij hiermee dus niet vergelijken met andere batterijen. Om toch te kunnen vergelijken worden een aantal specifieke voltages gedefinieerd die alleen onder specifieke omstandigheden gelden.
Batterij Cut Off Voltage (COV)
Het zogenaamde “Cut Off Voltage” (COV), is het voltage net voordat een batterij praktisch niet meer in staat is om energie te blijven leveren aan een elektrisch circuit. De batterij is dan functioneel “leeg”. Zodra de voltage onder het COV zakt, zakt ook de stroom en daarmee het vermogen zeer snel in. Sommige types batterijen kunnen ook schade oplopen als een batterij tot voorbij het COV gevraagd wordt energie te leveren. Voor oplaadbare batterijen is het bereiken van het COV een signaal dat opladen van de batterij noodzakelijk is voordat er weer energie geleverd kan of mag worden. Het is dus mogelijk dat een batterij na het bereiken van het COV nog steeds in staat is om een zeer geringe mate van energie te leveren, maar dit wordt ten sterkste afgeraden. Het COV wordt bepaald en opgegeven door de fabrikant.
Batterij Nominaal Voltage (Vnom)
Het nominale Voltage (Vnom), is het voltage van een batterij als deze 50% van haar totale energie heeft ontladen, bij een constante (kamer-) temperatuur van 20-25 graden Celsius. Bij commerciële batterijen wordt ook dit voltage bepaald en opgegeven door de fabrikant. Het werkelijke voltage op een zeker moment zal over het algemeen dus afwijken van het nominale voltage. Sommige types oplaadbare batterijen hebben een zeer vlakke voltage curve zodat het werkelijke voltage altijd dicht in de buurt van het nominale voltage ligt. Bij andere types batterijen loopt de voltage curve aanzienlijk af en moet het nominale voltage echt als een gemiddeld voltage gezien worden.
Batterij Open Klem Voltage (OCV)
Het open klem Voltage (OCV, Open Circuit Voltage) is de spanning die bij een batterij wordt gemeten als er geen belasting op is aangesloten. Oftewel de externe belasting R is oneindig. Er kan geen stroom lopen. Het Open Klem Voltage is altijd hoger dan het werkelijke voltage als er wel een belasting is aangesloten.
Batterij Interne Weerstand (r)
De stroom die in een oplaadbare batterij loopt wordt bepaald door de interne weerstand (ook wel interne impedantie) van een batterij. Als V het voltage van een batterij is zoals een externe weerstand/belasting R die beleefd, en r is de interne weerstand van de batterij, dan is OCV de klemspanning in Volt, de spanning die gemeten wordt tussen de open klemmen van een batterij.
Kritieke (Critical) Stroom (Ic)
De kritieke stroom in een oplaadbare batterij is de stroom die hoort bij de Open Klemspanning, (OCV) op basis van de Interne Weerstand (r). In werkelijkheid is de kritieke stroom de absolute, onhaalbare bovengrens van de werkelijke stroom die gaat lopen. Zodra een elektrisch circuit wordt aangesloten met een weerstand R is de werkelijke stroom per definitie lager dan de kritieke stroom.
(Nominale) Capaciteit (Cnom)
De Nominale Capaciteit (meestal gewoonweg Capaciteit genoemd) van een oplaadbare batterij in Ampère uur [Ah] wordt gedefinieerd als de constante hoeveelheid stroom die een batterij kan leveren in het geval een batterij in 1 uur van de Open Klemspanning (OCV) naar het Cut Off Voltage (COV) wordt gebracht. Om de capaciteit van een batterij te meten moet dus gezocht worden naar een externe belasting waarbij deze voorwaarde geldt. Is de externe belasting te laag zal de stroom hoger zijn en zal de batterij in minder dan een uur leeg zijn. Is de externe belasting te hoog zal het langer dan een uur duren. De capaciteit van de meeste 18650 Lithium Ion batterijen ligt momenteel tussen de 2000 en de 4000 mAh en er vindt continue onderzoek plaats om deze waardes te verhogen.
De Capaciteit van een batterij is eigenlijk maar een vreemde maat. Als je in de werkelijkheid een elektrisch circuit op een batterij aansluit doe je dit met een zekere weerstand. Omdat het voltage tijdens het laden of ontladen van een batterij varieert is het nog steeds niet duidelijk na hoeveel tijd het COV wordt bereikt. Om deze reden wordt in de praktijk gerekend met de C-waardesvoor een batterij.
C-waarde van een batterij (C)
De C-waarde geeft de verhouding aan tussen het werkelijke aantal uren voordat het Cut Off Voltage (COV) (COV) wordt bereikt en de Nominale Capaciteit. Bij 1C loopt de stroom zoals die is opgegeven voor de nominale capaciteit en zal de batterij in 1 uur ontladen zijn. Bij 0,1C loopt de stroom die hoort bij een ontlading van 10 uur en bij 10C loopt een stroom die hoort bij ontlading in 1/10e uur (6 minuten).
Over het algemeen geldt, hoe lager de C-waarde waarbij een batterij wordt ontladen of opgeladen, hoe langzamer een batterij zijn energie afgeeft of opneemt, hoe meer energie een batterij in totaal kan leveren en hoe langer de levensduur. Om deze reden wordt een batterijpakket vaak over-gedimensioneerd. Door meer batterijen te gebruiken dan je minimaal nodig hebt hoef je de batterijen minder zwaar te belasten.
C = Cnom/Werkelijk aantal uur voordat de batterij van “vol” naar “leeg” gaat.
LET OP:
Batterijen die dezelfde nominale capaciteit (Cnom) hebben kunnen zich dus totaal verschillend gedragen bij onderling gelijke belastingen. Alleen het weten van de capaciteit van een batterij is dus niet voldoende om in te schatten hoe een batterij zich gedraagd bij andere belastingen. Om deze reden wordt bij elektrische mobiliteit vaak meer gekeken naar de hoeveelheid Energie die een batterij in totaal kan leveren.
Energie van een batterij (E)
De totale energie die een oplaadbare batterij bevat wordt traditioneel uitgedrukt in Wattuur [Wh] of kilowattuur [kWh] en wordt gedefinieerd als de totale hoeveelheid Vermogen (P) die een batterij kan leveren, gedurende de totale tijd voordat het Cut Off Voltage (COV) bereikt wordt. De energie is een handige maat om in te kunnen schatten hoeveel range een voertuig ongeveer zal krijgen. De elektrische energie (E), Nominale Capaciteit (Cnom) en het Nominale Voltage (Vnom) hangen als volgt samen:
E = Vnom * Cnom
Vermogen van een batterij (P)
Het vermogen dat een batterij kan leveren is de hoeveelheid arbeid die geleverd kan worden in 1 seconde. Het vermogen is een handige maat om in te kunnen schatten hoe snel een voertuig zal kunnen optrekken. Deze maat wordt ook vaak vergeleken met het aantal paardenkrachten van een brandstofmotor. Het vermogen van een batterij wordt berekend op basis van het nominaal voltage (Vnom) en de interne weerstand (r)
P = Vnom2/r
Hoe lager de interne weerstand van een oplaadbare batterij, des te hoger het vermogen dat deze kan leveren. Omdat het nominale voltage lager ligt dan het maximale voltage, is het mogelijk dat een batterij op een zeker moment, als de batterij volledig is opgeladen, een hoger vermogen levert dan het opgegeven vermogen.
Gravimetrische Vermogensdichtheid (Pgrav) & Volumetrische Vermogensdichtheid (Pvol)
De vermogensdichtheid is het vermogen per kilogram gewicht (Gravimetrische vermogensdichtheid) of per liter volume (Volumetrische Vermogensdichtheid) van een batterij. De vermogensdichtheid is een belangrijke maatstaf voor oplaadbare batterijen in elektrische mobiliteit. Hoe hoger de vermogensdichtheid, des te meer vermogen kan een batterij leveren zonder veel gewicht aan een voertuig toe te hoeven voegen.
Om de Gravimetrische en Volumetrische Vermogensdichtheid te bepalen moet in de praktijk worden gekeken wat het gewicht en het volume van een batterijmodule zijn. Als een fabrikant bijvoorbeeld een zware of grote behuizing gebruikt heeft dit aanzienlijke invloed op de Vermogensdichtheid.
Gravimetrische Energiedichtheid (Egrav) & Volumetrische Energiedichtheid (Evol)
De Gravimetrische Energiedichtheid is de elektrische energie per kilogram batterijgewicht. De Volumetrische Energiedichtheid is de hoeveelheid elektrische energie per kubieke meter volume. De Gravimetrische Energiedichtheid is vooral van belang in toepassingen waar er voldoende ruimte aanwezig is, maar het maximaal toelaatbare gewicht een rol speel en de Volumetrische Energiedichtheid speelt vooral een rol als de ruimte voor een batterij beperkt is. De vermogensdichtheid en de energiedichtheid zijn de 2 belangrijkste maatstaven voor een batterij. Hoe hoger de vermogensdichtheid, des te hoger de stroom die aan een circuit geleverd kan worden en hoe hoger de energiedichtheid, des te langer stroom aan een circuit geleverd kan worden. Veel onderzoek wordt gespendeerd aan het creëren van batterijen die zowel een hoge vermogensdichtheid, als een hoge energiedichtheid hebben.
Temperatuur Correctie & Thermal Runaway
De temperatuur van een batterij heeft effect op de chemische reactie. Als de temperatuur sterk daalt, daalt de snelheid van de chemische processen en visa versa. Alle batterij fabrikanten geven op voor welke temperatuur de door hen opgegeven data geldt, normaal gesproken 20-25°C (kamertemperatuur), inclusief een tabel met correctie factoren voor afwijkende temperaturen. Bij sterk stijgende temperaturen neemt bij een aantal types batterijen de levensduur ook aanzienlijk af.
In de praktijk wordt er alleen met temperatuur correcties gerekend als een batterij gebruikt wordt in extreme condities. Het kan in dat geval ook mogelijk zijn dat een batterij verwarmd of gekoeld moet worden om in een acceptabel werkgebied te functioneren.
Thermal Runaway vindt voor sommige types batterijen plaats als deze boven een zekere temperatuur komen. In het geval van Thermal Runaway kan de batterij zo warm worden dat er een chemische kettingreactie ontstaat waardoor de batterij uiteindelijk ontvlamd of ontploft. Een aantal soorten lithium Ion batterijen (zoals bijvoorbeeld in mobiele telefoons, hebben daarom een beveiligingscircuit de het apparaat uitzet om verdere verhitting van de batterij te voorkomen.
Maximale Constante ontlaadstroom
De maximale constante laadstroom geeft aan hoeveel stroom maximaal toelaatbaar is bij het ontladen van een batterij. Als deze maximale ontlaadstroom wordt overschreden kan dit leiden tot Thermal Runaway en bij sommige batterijen zelfs tot explosie van een batterij. Het is van zeer groot belang het elektrische circuit zo te ontwerpen dat de maximale ontlaadstroom nooit wordt overschreden bij het opladen van een batterij. Het is mogelijk een batterij te beschermen tegen te hoge ontlaadstromen met een beveiligingscircuit.
Wanneer is een batterij versleten?
Het aantal levenscycli is het aantal keer ontladen tot het Cut Off Voltage (COV) is bereikt en volledig weer opladen voordat de werkelijke gemeten Capaciteit is afgenomen tot 70% van haar oorspronkelijke Nominale Capaciteit. In veel gevallen wordt een oplaadbare batterij echter niet ontladen tot het COV, waardoor het aantal keer ontladen en opladen vele malen groter kan zijn dan het aantal levenscycli. De werkelijke mate waarin een batterij wordt ontladen wordt de ontladingsdiepte DoD (Depth of Discharge) genoemd. In de praktijk is de ontladingsdiepte (DoD) dus vaak niet volledig tot het Cut Off Voltage. Voor Lithium Ion batterijen wordt de levensduur ook nog verder verlengd als deze batterij niet elke keer te diep wordt ontladen.
In de praktijk kunnen oplaadbare batterijen na het overschrijden van het aantal levenscycli nog voor doeleinden worden ingezet waarbij het verlies van energie gecompenseerd kan worden door meer batterijen te gebruiken. Vaak zijn dit toepassingen waarbij het gewicht minder van belang is zoals bijvoorbeeld stille generatoren.
Maximale Constante laadstroom
De maximale constante laadstroom geeft aan hoeveel stroom maximaal toelaatbaar is bij het opladen van een batterij. Deze maximale laadstroom bepaald hoe snel een batterij weer kan worden opgeladen en dat is van groot belang bij bijvoorbeeld elektrische auto’s. Hoe sneller kan worden opgeladen, des te sneller bent u weer onderweg. Als de maximale laadstroom wordt overschreden kan dit leiden tot Thermal Runaway en bij sommige batterijen zelfs tot explosie van een batterij. Het is van zeer groot belang dat de maximale laadstroom nooit wordt overschreden bij het opladen van een batterij. Het is mogelijk een batterij te beschermen tegen te hoge oplaadstromen met een beveiligingscircuit.
Charge Cutoff Voltage
Zoals er een maximale constante laadstroom is, is er ook een maximaal oplaad voltage, het zogenaamde Charge Cutoff Voltage. Wordt de batterij aan hogere voltages blootgesteld, dan kan deze beschadigen. Laad een batterij dus nooit op met een voltage dat hoger is dan het Charge Cutoff Voltage.
State of Charge (SoC)
State of Charge is een maat voor hoe vol een batterij is. Als een batterij helemaal vol is, is de State of Charge 100% en als het Cut Off Voltage (COV) is bereikt is SoC = 0%. Let hierbij op dat altijd uitgegaan wordt van de maximum hoeveelheid energie die de oplaadbare batterij op dat moment in staat is op te nemen. Dus ook batterijen die zeer vaak zijn gebruikt en nog maar heel weinig energie kunnen opnemen kunnen gewoon een State of Charge van 100% bereiken. Deze batterijen zijn dan echter wel vele malen sneller leeg (want dat batterij kan minder lading opslaan) dan een nieuwe batterij. Een goed voorbeeld hiervan zijn mobiele telefoons. Ook als de batterij ouder wordt kan de batterij nog steeds 100% worden opgeladen. Dat getal is de State of Charge.
State of Health (SoH)
Normaal gesproken wordt met de State of Health (de gezondheid) van een batterij de Capaciteit op dat punt in het leven van de batterij bedoeld. Als een batterij nieuw is, is de Capaciteit zoals opgegeven door de fabrikant. Als een batterij wordt gebruik zal de capaciteit dalen. De State of Health geeft de werkelijke capaciteit van het moment aan.
Om een juist beeld te krijgen van zowel de mate van vol of leeg van een batterij (SoC), en de mate waarin de batterij nog zijn oorspronkelijke hoeveelheid Energie kan bevatten (SoH) kan een Tri-State meter worden toegepast. Deze meter geeft op een lineaire schaal de 3 parameters weer in relatie tot elkaar.
Welke soorten oplaadbare batterijen bestaan er?
Alle batterijen bestaan uit 2 elektrodes, de anode en de kathode, en daartussen een elektrolyt, de vloeistof of gel waardoor ionen en elektronen tussen de kathode en de anode heen en weer kunnen bewegen. Afhankelijk van de gekozen materialen en de constructie van deze 3 materialen krijgt een batterij haar eigenschappen. In deze paragraaf worden een groot aantal oplaadbare batterijen uitgelegd en met elkaar vergeleken.
Loodzuur batterijen
Nikkel batterijen
Lithium Ion batterijen
Batterij vergelijking tabel
Loodzuur (SLA) batterijen
Loodzuur batterijen (SLA = Sealed Lead Acid) worden veelal toegepast in fossiele brandstof aangedreven voertuigen waar ze verantwoordelijk zijn voor de stroomvoorziening van de startmotor, de verlichting en de overige elektrische systemen van het voertuig. Waar loodzuur batterijen vroeger moesten worden bijgevuld is dit tegenwoordig niet meer nodig. Loodzuur batterijen komen het meeste voor in versies van 6 volt, 12 volt en 24 volt en zijn met het oog op de aandrijving van startmotoren ontworpen om hoge stroom te kunnen leveren in een korte tijd.
Het grootste praktische nadeel van een conventionele loodzuur batterij is de gevoeligheid voor diepe ontlading. Doordat bij diepe ontlading de elektrodes worden gecoat met zwavelaanslag kan de levensduur van een batterij tot wel een derde verkort worden bij elke keer dat dit voorkomt. Door de jaren heen zijn de volgende 2 soorten loodzuur batterijen ontwikkeld om dit nadeel te verminderen, de Wet Cell Loodzuur batterij (het elektrolyt wordt gebonden in een gel in plaats van een vloeistof) en de AGM loodzuur batterij (glasmatten rond de elektrodes voorkomen neerslag van het zwavel). Praktisch alle moderne loodzuur batterijen zijn van deze types.
Loodzuur batterijen en elektrische mobiliteit
Zowel bij nieuwe, als bij de ombouw van elektrische voertuigen en vaartuigen wordt de loodzuur batterij normaal gesproken behouden om de verlichting en andere conventionele elektrische systemen van energie te voorzien. Dit maakt het ontwerp van een elektrisch systeem aanzienlijk eenvoudiger. De loodzuur accu wordt vaak ook gebruikt als beveiliging voor de Lithium Ion batterij. Als de loodzuur batterij leeg is kan de auto niet meer rijden, ook als de aandrijflijn batterij nog vol is. Voor de toepassing als primaire batterij in elektrische mobiliteit worden loodzuur batterijen niet (meer) gebruikt.
Verschillende soorten Loodzuur Batterijen overzicht
Hoe kunt u Loodzuur batterijen het beste opladen
Nikkel batterijen
Op Nikkel gebaseerde oplaadbare batterijen hebben zowel een hogere vermogensdichtheid als een hogere energiedichtheid dan loodzuur batterijen. De Nikkel Cadmium batterij is jarenlang de voorkeursbatterij voor professionele camera’s en elektrisch gereedschap geweest en komen het meest voor in modules van 12 of 18 Volt. Tegenwoordig worden in veel toepassingen Nikkel batterijen vervangen door Lithium Ion batterijen en in elektrische mobiliteit komt de op Nikkel gebaseerde batterij praktisch niet voor.
De standaard chemie voor Nikkel oplaadbare batterijen is de Nikkel Cadmium batterij (NiCd). Nikkel Cadmium batterijen zijn robuust, kunnen goed tegen snelladen, kunnen gemakkelijk worden opgeslagen en presteren goed bij lage temperaturen. Het grote nadeel van NiCd batterijen is de milieuschade die de batterijen kunnen veroorzaken en de hoge zelfontlading na opladen. Voor meer informatie over Nikkel Cadmium batterijen, over de risico’s van kortsluiting bij Nikkel Cadmium batterijen en over hoe een Nikkel Cadmium batterij hersteld kan worden als deze niet meer goed werkt, zie de onderstaande links. Om de nadelen van de Nikkel Cadmium batterij te ondervangen zijn er door de jaren heen varianten ontwikkeld zoals de Nikkel Metaal Hybride batterijen (NiMH), de Nikkel IJzer batterijen (NiFe) en Nikkel Zink batterijen (NiZi). Deze chemieën wordt nog steeds gebruikt in oplaadbare batterijen van onder andere Panasonic, Energizer en Duracell. Voor meer informatie over deze batterijen volg de onderstaande links. Er zijn praktisch geen toepassingen voor Nikkel gebaseerde batterijen in elektrische mobiliteit.
Overzicht van bestaande Nikkel batterijen
Nikkel batterijen hun capaciteit terug geven
Lithium-Ion batterijen
Lithium Ion batterijen worden steeds vaker toegepast als er een grotere prestatie van een oplaadbare batterij verwacht wordt. Het kan hierbij gaan om het voeden van een laptop tot het aandrijven van een elektrische auto. Het is met Lithium Ion batterijen mogelijk om zowel een hoge vermogensdichtheid, als een hoge energiedichtheid te realiseren, maar vaak gaat de ene eigenschap ten koste van de andere. De ontwikkeling van de Lithium Ion batterij is echter nog lang niet ten einde en verdere prestatieverhoging ligt in het vooruitzicht.
Lithium-Ion batterijen algemeen
Lithium-Ion LCO batterijen
Lithium-Ion LMO batterijen
Lithium-Ion NMC batterijen
Lithium-Ion LFP batterijen
Lithium-Ion NCA batterijen
Lithium-Ion LTO batterijen
Lithium-Ion vergelijking tabel
Lithium-Ion batterijen algemeen
Een Lithium Ion oplaadbare batterij bestaat, net als alle andere batterijen, uit een anode, een kathode en een tussenliggend elektrolyt. Door variaties in alle 3 van deze onderdelen kunnen verschillende prestaties, voordelen en nadelen worden verkregen. Lithium Ion batterijen worden geclassificeerd aan de hand van de eigenschappen van de anode, de kathode en het elektrolyt, maar dat betekent niet dat in elke batterij met dezelfde classificatie ook exact dezelfde chemie wordt gebruikt. Verschillende fabrikanten doen hun eigen onderzoek en brengen kleine variaties aan in de batterijen van hun eigen merk om zo betere prestaties van hun batterijen te krijgen. Deze variaties zijn het geheim van de smit en worden niet op de batterij vermeld.
Verschillende Elektrolyt matrices
De meeste Lithium Ion batterijen maken gebruik van een vloeibaar elektrolyt. Het Lithium kan vrij door de vloeistof tussen kathode en anode bewegen en zorgt zo voor het ionen-transport in de batterij. Als gesproken wordt over Lithium Ion batterijen of als er niets vermeld staat over het elektrolyt worden normaal gesproken batterijen met een vloeibaar elektrolyt bedoeld.
Lithium Ion Polymer (LiPo) batterijen
Het is echter mogelijk om de vloeistof te vervangen door een gel met een hoge stroomgeleiding. Dergelijke batterijen worden Lithium Ion Polymer (LiPo) batterijen genoemd en hebben vaak een hogere energiedichtheid dan haar vloeistof tegenhangers. Dit komt onder andere door het vervangen van de rigide behuizing door een relatief soepele beweeglijke folie behuizing. Deze batterijen worden vaak toegepast indien het gewicht een cruciale rol speelt. LiPo batterijen worden veel toegepast in dunne laptops en mobiele telefoons, maar ook in elektrische mobiliteit.
Solid State en hybride elektrolyt batterijen
Naast de vloeistof en polymeer elektrolyten wordt er ook onderzoek gedaan naar praktische toepassingen voor Solid State elektrolyten en hybride elektrolyten, een mix van vast en vloeibaar. Momenteel worden nog geen van deze vormen van Lithium Ion batterijen in elektrische mobiliteit gebruikt, maar verschillende autofabrikanten zijn betrokken bij onderzoek naar deze batterij technieken.
Verschillende Anode materialen
Normaal gesproken bestaat de anode van een Lithium Ion batterij uit grafiet. Bij bepaalde types Lithium-ion batterijen wordt dit grafiet echter met neerslag bedekt van de materialen in de batterij waardoor de batterij bij gebruik haar oorspronkelijke vermogensdichtheid en energiedichtheid verliest. Door wijzigingen aan te brengen in het Anode materiaal kunnen deze nadelen soms sterk worden verminderd. De meest uitsprekende voorbeelden hiervan zijn de Lithium Titaan Oxide (LTO) batterijen waarbij het grafiet is aangevuld met titanium, en het onderzoek naar de Lithium Metaal batterijen.
Verschillende Kathode materialen
De grootste variatie in batterij eigenschappen ontstaat door variaties in de Kathode, waar de Lithium atomen naar toe bewegen in de batterij. De classificatie van Lithium-ion batterijen is ook grotendeels op basis van het kathode materiaal gemaakt. Onderstaand overzicht toont de kathode samenstelling van een Lithium-ion batterij, de gebruikte afkortingen en veel voorkomende toepassingen.
| Chemie | Notatie | Afkorting | Toepassing |
| Lithium Cobalt Oxide | Li-CoO2 | LCO (ICR) | Gsm, laptop, camera |
| Lithium Mangaan Oxide | Li-Mn2O4 | LMO (IMR) | Power tools, medisch |
| Lithium Nikkel Mangaan Cobalt Oxide | Li-NiMnCoO2 | NMC (INR) | Elektrische mobiliteit |
| Lithium IJzer Fosfaat | Li-FePO4 | LFP (IFR) | Elektrische mobiliteit |
| Lithium NIckel Cobalt Aluminium Oxide | Li-NiCoAlO2 | NCA | Elektrische mobiliteit |
Meer informatie over Lithium Ion batterijen
Huidige en toekomstige Lithium Ion batterijen
Lithium Cobalt Oxide (LCO) batterij
De Lithium Cobalt Oxide (LCO) batterij wordt gekenmerkt door een kathode met ongeveer 60% cobalt. Door haar hoge Energiedichtheid worden LCO batterijen veelal gebruikt in laptops, mobiele telefoons en digitale camera’s. Het grootste nadeel van de LCO batterij is dat de grafiet anode met Lithium wordt gecoat als er hoge stromen lopen tijdens het laden of ontladen of als de batterij wordt gebruikt bij lage temperaturen. LCO batterijen zijn dus meer geschikt om te gebruiken in toepassingen die relatief lage vermogens vragen en die relatief lang dat vermogen moeten kunnen afgeven. Dit maakt LCO batterijen geschikt voor digitale camera’s en laptops, maar minder geschikt voor toepassingen in elektrische mobiliteit waar snelladen vaak een behoefte is.
– Goed in het leveren van lage vermogens gedurende een langere tijd.
– Slecht in het leveren van hoge vermogens of in het snel opladen.
– Slecht in gebruik bij lagere temperaturen. Dit verkort de levensduur.
– Veel gebruikt in laptops, digitale camera’s en mobiele telefoons.
– Niet bij uitstek geschikt voor gebruik in elektrische mobiliteit.
Vergelijk alle soorten Lithium-Ion batterijen in deze tabel
Lithium Mangaan Oxide (LMO) batterij
De Lithium Mangaan Oxide (LMO) batterij wordt gekenmerkt door de toevoeging van Mangaan aan de kathode. Hierdoor neemt de interne weerstand van de LMO batterij sterk af omdat elektronen veel gemakkelijker door de stabiele LMO kristalstructuur van de kathode worden getransporteerd. Door deze lage interne weerstand kunnen veel hogere vermogens en grotere stromen worden geleverd. Een bijkomend voordeel van de stabiele kristalstructuur is dat LMO batterijen ook veel beter tegen hogere temperaturen zijn bestand. Een nadeel van de LMO batterij is de kortere levensduur.
– Goed in het leveren van hogere stromen en hogere vermogens.
– Goed bestand tegen hogere temperaturen bij laden en ontladen.
– Kortere levensduur. Hierdoor zijn pure LMO batterijen zeldzaam.
– Voornamelijk gebruikt in combinatie met NMC Lithium-ion batterijen.
– Veel gebruikt in Power Tools, medische apparaten en E-bikes.
Vergelijk alle soorten Lithium-Ion batterijen in deze tabel
Lithium Nikkel Mangaan Cobalt Oxide [NMC] batterij
De Lithium Nikkel Mangaan Cobalt batterijen zijn een doorontwikkeling van de LMO batterijen. De energiedichtheid van een NMC batterij ligt hoger en de levensduur is langer in vergelijking met een LMO batterij. Het momentaan vermogen ligt echter weer wat lager en die is vaak weer belangrijk voor de versnelling van een voertuig. Bijvoorbeeld de Nissan Leaf maakt gebruik van NMC Lithium Ion batterijen.
– Goed in het leveren van hoge vermogens bij ontladen.
– Relatief lange levensduur.
– Opladen boven de 1C verkort de levensduur. Snelladen is beperkt.
– Veel gebruikt in Power Tools, E-bikes en elektrische voertuigen.
Er zijn veel ontwikkelingen gaande rond NMC batterijen. Momenteel zijn de kathode verhoudingen Nikkel – Mangaan – Cobalt 1-1-1 en 5-3-2 zeer populair maar de zoektocht naar nieuwe toevoegingen en verhoudingen gaan door in de zoektocht om zowel de vermogensdichtheid en de energiedichtheid verder te verhogen.
Vergelijk alle soorten Lithium-Ion batterijen in deze tabel
Lithium IJzer Fosfaat Oxide (LFP) batterij
Lithium IJzer Fosfaat (LFP) batterijen worden gekenmerkt door een zeer stabiele chemie doordat de zuurstof atomen in de batterij zeer sterk gebonden zijn. Het is praktisch niet mogelijk dat een LFP batterij oververhit of ontploft bij kortsluiting of overladen. Dit maakt een LFP batterij bij uitstek geschikt in elektrische voertuigen en vaartuigen. LFP batterijen hebben echter een relatief lage vermogensdichtheid waardoor ze normaal gesproken niet worden gebruikt in high performance voertuigen of vaartuigen, maar in toepassingen waar er meer dan voldoende ruimte aanwezig is en het gewicht niet kritisch is.
– Zeer goed bestand tegen hoge temperaturen, schokken en overladen.
– Lange levensduur ten opzichte van andere Li-Ion batterij soorten.
– Snel opladen mogelijk.
– Lagere vermogensdichtheid. Niet geschikt als het gewicht kritisch is.
– Veel gebruikt in Power Tools, E-bikes en elektrische vaartuigen.
Vergelijk alle soorten Lithium-Ion batterijen in deze tabel
Lithium Nikkel Cobalt Aluminium Oxide (NCA) batterij
De Lithium Nikkel Cobalt Aluminum (NCA) batterij wordt gekenmerkt door een redelijke energiedichtheid, een redelijke vermogensdichtheid en een lange levensduur, vergelijkbaar met de voordelen van een NMC batterij. Tesla is de meeste bekende autofabrikant die zijn batterij modules op de NCA batterij chemie baseert. Om toch zowel een hoge totale energie en een hoog vermogen te kunnen leveren overdimensioneert Tesla haar batterij modules.
– Goed in het leveren van hoge vermogens bij ontladen.
– Relatief lange levensduur.
– Opladen boven de 1C verkort de levensduur. Snelladen is beperkt
– Door Tesla gebruikt in haar elektrische voertuigen en andere toepassingen.
Vergelijk alle soorten Lithium-Ion batterijen in deze tabel
Lithium Titaan Oxide (LTO) batterij
De Lithium Titaan Oxide (LTO) batterij wordt gekenmerkt door het vervangen van de grafiet anode door Titaan Oxide. De kathode is dan normaal gesproken gelijk aan die van de NMC batterij. LTO batterijen zijn goed bestand tegen snelladen en blinken uit in zeer snel ontladen, tot een C-waarde van 10. LTO batterijen hebben een lange levensduur en behouden tot 80% van hun capaciteit bij temperaturen tot -30 graden Celsius. De kosten van LTO batterijen zijn echter relatief hoog in vergelijking met NMC batterijen waardoor ze nog weinig voorkomen.
– Zeer stabiele batterij, goed bestand tegen snelladen.
– In staat tot het leveren van zeer hoge vermogens.
– Lange levensduur.
– Lage energiedichtheid.
– Hoge kosten.
Vergelijk alle soorten Lithium-Ion batterijen in deze tabel
Lithium-Ion vergelijking tabel
| SLA | NiCd | NiMH | LCO | LMO | NMC | LFP | NCA | |
| Gravimetrische Energiedichteid (Wh/kg) | 30- 50 | 45- 80 | 60-120 | 150-250 | 100-160 | 150-220 | 90-120 | 200-300 |
| Gravimetrische Vermogensdichtheid (W/kg) | 180 | 150 | 250-1000 | 760 | 1800 | |||
| Open Circuit Voltage (V) | 2,1 | 1,2 | 1,2 | 4,2-4,4 | 4,2-4,4 | 4,2-4,4 | 4,2-4,4 | 4,2-4,4 |
| Nominaal Voltage (V) | 2,0 | 1,2 | 1,2 | 3,6-3,7 | 3,6-3,8 | 3,6-3,7 | 3,2-3,3 | 3,6 |
| End of Discharge Voltage (V) | 1,75 | 1,0 | 1,0 | 2,5-3,0 | 2,5-3,0 | 2,5 | 2,5-2,8 | 3,0 |
| Charge Cutoff Voltage (V) | 2,4 | obv detectie | obv detectie | 4,2 | 4,2 | 3,6 | 4,2 | |
| Interne Weerstand (mOhm) | <100(12V) | 100-200(6V) | 200-300 (6V) | 150-300 (7,2V) | 25-75 per cel | 10-30 per cel | 10-30 per cel | 20-50 per cel |
| Levenscycli (#) | 200-300 | 1000 | 300-500 | 500-1000 | 500-1000 | 1000-2000 | 1000-2000 | 500 |
| C-Max voor ontladen | 10C | 20C | 1C | 1C-30C | 1C-2C | 1C-25C (5 sec) | 1C | |
| Maximale Ontlaadstroom (I) | 5C-0,2C | 20C-1C | 5C-0,5C | >3C <1C | >30C < 10C | >30C <10C | ||
| C-Max voor opladen | 1C-3C | 0,05C | 0,7C-1C | 0,7C-3C | 0,7C-1C | 1C-10C (3u) | 0,7C (3u) | |
| Minimale Oplaadtijd (uur) | 8-16 | 1 | 2-4 | 2-4 | < 1 | < 1 | ||
| Temperatuurgebied opladen | -20/+50 | 0/45 | 0/45 | 0/45 | 0/45 | 0/45 | 0/45 | 0/45 |
| Temperatuurgebied ontladen | -20/50 | -40/65 | -20/65 | -20/60 | -20/60 | -20/60 | -20/60 | -20/60 |
| T-Runaway (Celsius) | 50 | 65 | 65 | 130 | 250 | 250 | 270 | 130 |
| Zelfontlading per maand | <5% | 20% | 30% | <5% | <5% | <5% | <5% | <5% |
| Milieubelasting | Zeer hoog | Zeer hoog | Laag | Laag | Laag | Laag | Laag | Laag |
Hoe bepaalt u welke oplaadbare batterij u nodig heeft?
Van elektrische auto’s tot elektrische boten, van elektrische fietsen tot elektrische steps, oplaadbare batterijen worden meer en meer gebruikt in elektrische mobiliteit. De echte opmars is begonnen met Tesla en meer en meer automerken komen nu ook met hun eigen 100% elektrische auto.
Als je zelf een toepassing voor een batterij ontwerpt kan het soms lastig zijn om te bepalen welke batterij je nodig hebt. De algemene trend is echter toch wel dat Lithium Ion batterijen het meest geschikt zijn voor de meeste toepassingen van elektrische mobiliteit. De Vermogensdichtheid en energiedichtheid van de Lithium Ion batterijen zijn aanzienlijk beter dan andere batterij soorten en gewicht en volume zijn vaak zeer belangrijk bij elektrische mobiliteit. In toepassingen waar gewicht en volume minder tot geen rol spelen worden in sommige gevallen ook loodzuur batterijen toegepast, maar dit begint zeldzaam te worden. We behandelen daarom alleen hoe je komt tot het kiezen van de juiste Lithium Ion batterij.
Op de hoogte blijven van nieuwe ontwikkelingen op het gebied van oplaadbare batterijen en andere innovaties voor elektrische mobiliteit? Schrijf je in op onze nieuwsbrief.
Lithium Ion batterijen zijn er in vele soorten en maten. Onderstaande stappen kunnen een eerste indicatie geven welke Lithium Ion batterij voor jou de beste keuze is.
1. Is gewicht, volume of veiligheid het meest belangrijk?
Als veiligheid het meest belangrijk is, bijvoorbeeld omdat de batterij in de buurt van water, hoge temperaturen of grote schokken moet worden gebruikt, dan is de Lithium Ion LPO LiFePO4 ijzerfosfaat batterij waarschijnlijk de beste keuze. Deze batterij is chemisch zeer stabiel, zeer goed bestand tegen schokken en er is praktisch geen risico op ontbranding of ontploffing. Nadelen van de LPO batterij zijn echter de lagere energiedichtheid en vermogensdichtheid. In toepassingen waar gewicht en volume de meest belangrijke factoren zijn ligt deze batterij vaak minder voor de hand.
2. Bepaal het maximale vermogen dat een batterij moet leveren.
Voor sommige toepassingen is het van belang dat er zo veel mogelijk vermogen beschikbaar is op een gegeven moment. Auto’s die snel moeten optrekken en speedboten die een waterskier uit het water moeten trekken zijn hier goede voorbeelden van. Bereken of schat voor jouw toepassing hoeveel momentaan vermogen je nodig verwacht te hebben.
3. Bepaal de energie die de batterij in een cyclus moet leveren.
De totale energie die een batterij kan leveren is met name van invloed op de afstand die met een voertuig of vaartuig kan worden afgelegd. Bij de elektrische auto’s stonden 20 tot 25 kWh batterijen garant voor ongeveer 130 – 150 kilometer rijden. Tegenwoordig worden batterijen van 85 en meer kWh gebruikt en is al een afstand te halen van rond de 300-500 km per lading. Bereken of schat voor jouw toepassing hoeveel energie je nodig verwacht te hebben.
4. Bepaal de maximale ruimte en het maximaal toelaatbare gewicht
Om tot de keuze van een batterijpakket te komen zul je moeten weten welke ruimte je beschikbaar hebt en welk gewicht je maximaal kunt dragen. Pas daarna kun je batterijen vergelijken en kijken welke batterij het best werkt voor jouw toepassing.
5. Vergelijk beschikbare batterijen en maak uw keuze
Als u ongeveer weet wat je eisen, wensen en beperkingen zijn kunt u een batterij kiezen. Vaak wordt uw keuze echter beperkt tot de Lithium Ion batterijen die op de markt beschikbaar zijn. Het is in veel gevallen nog werken met de mogelijkheden die er zijn. Wees dus niet teleurgesteld als uw ideale oplaadbare batterij er niet tussen staat, maar kies voor de best beschikbare optie.
De batterijen die nu verkrijgbaar zijn komen vaak uit elektrische auto’s. De batterijpakketten van auto’s die om 1 of andere reden niet meer de weg op komen worden door partijen zoals NLelectric gekocht, refurbished en weer gebruikt. NLelectric houdt goed in de gaten wat de laatste ontwikkelingen zijn, welke batterijen het beste presteren, of de batterijmodules in een batterijpakket nog goed zijn, of alle cellen nog werken en we regelen batterijpakketten in op de elektronica waar ze mee moet samenwerken.
Hoe moet u Lithium Ion batterijen opladen?
Niet elke batterij kan op dezelfde manier worden opgeladen. Sommige batterijen kun je alleen opladen met een constante stroom, andere batterijen met een constant voltage, loodzuur batterijen worden het beste opgeladen met een druppel lading en Lithium Ion juist weer helemaal niet. De meeste opladers zijn maar geschikt voor het opladen van 1 soort batterij. Verzeker je er van dat een oplader geschikt is om jouw specifieke batterijen op te laden. De onderstaande algemene regels gelden voor het opladen van alle types Lithium Ion batterijen.
Als een Lithium Ion batterij wordt opgeladen schiet het voltage aanvankelijk snel omhoog voordat het stabiliseert als de batterij grofweg 70% is opgeladen. De stroom wordt hierbij constant gehouden. Als de grofweg 70% volgeladen toestand is bereikt begint de stroom in te zakken bij gelijkblijvend voltage en daalt het vermogen van de batterij om laden op te nemen. De eerste 70% van een batterij laad dus heel snel op, en de laatste 30% duren relatief lang. Om deze en andere redenen wordt daarom ook aangeraden om de batterij weer op te laden voordat de 30% vol (leeg) status is bereikt.
Oplaadtips voor Lithium Ion batterijen
– Laad Lithium Ion batterijen op bij gematigde temperaturen, bij voorkeur bij kamertemperatuur. Laad nooit op onder het vriespunt of boven de 50 graden Celsius. Hoe hoger de temperatuur van de batterij, des te meer interne bijprocessen kunnen ontstaan tijdens het opladen. Alle laders van NLelectric hebben een temperatuur beveiliging waardoor de lader uitschakelt als de batterij te heet wordt.
– Laad Lithium Ion batterijen op voordat een batterij helemaal leeg is. Over het algemeen geldt dat Lithium Ion batterijen het langst meegaan als ze tussen de 30% en de 80% vol weer worden opgeladen.
– Hoe langzamer je een Lithium Ion batterij oplaad, des te langer deze meegaat. Sommige batterij types beter tegen snelladen dan andere, maar alle types Lithium Ion batterijen gaan langer mee als er met een lagere stroom wordt opgeladen.
– Voor alle Lithium Ion batterijen geldt dat er een maximum zit aan de capaciteit of C-waarde waarmee de batterij kan worden opgeladen. Gebruik nooit een lader met een hoger C-waarde dan wordt aangegeven om beschadiging van de batterij te voorkomen. Wijk niet meer dan 25% af van de opgegeven waarde van je batterij.
– Laad bij voorkeur niet op als er een belasting op het circuit is aangesloten. De belasting kan de optimale laad karakteristiek verstoren en de batterij kan mogelijk overladen worden.
Meer informatie over Lithium-Ion batterijen opladen
Of een Lithium Ion oplaadbare batterij geschikt is voor snelladen hangt niet zozeer van de kathode chemie af, maar van het ontwerp van een batterij. De uitdaging is om de temperatuur onder controle te houden en afzetting van Lithium op de kathode te voorkomen. Om dit doel te bereiken wordt bijvoorbeeld een zeer dunne en poreuze anode met kleine grafietdeeltjes toegepast zodat een maximaal contact oppervlak wordt bereikt om de chemische processen te kunnen verwerken. Ondanks dat snelladen in dergelijke gevallen mogelijk is, blijft het een relatief zwaardere belasting dan langzaam laden en heeft het een negatieve invloed op de levensduur van een batterij.
Bij snelladen wordt een Lithium Ion batterij maar tot maximaal 70 a 80% opgeladen met snelladen. Dit is omdat in dit gebied de oplaadbare batterij het meest ontvankelijk is voor het ontvangen van lading.
Veilig bewaren van, en werken met Lithium Ion batterijen
Batterijen kunnen een behoorlijke elektrische schok en vonken geven en krachtige batterij modules zijn zo sterk dat ze dodelijk kunnen zijn. Daarnaast kunnen beschadigde of verkeerd behandelde batterijen voor brand, ontploffingsgevaar en milieuschade zorgen. Het is van groot belang dat u veilig met batterijen werkt, en dat u ze veilig opslaat als u ze niet in gebruik hebt. Neem in ieder geval de volgende veiligheidstips in acht.
– Zorg dat de polen van een batterij elkaar nooit kunnen raken. Veel batterijen zijn voorzien van plastic doppen of afschermkapjes over de klemmen. Gebruik deze waar mogelijk en in ieder geval tijdens opslag.
– Zorg dat batterijen in een droge, niet al te warme omgeving of in direct zonlicht worden opgeslagen. Voorkom dat batterijen in de directe zon staan. Met name sommige soorten Lithium Ion batterijen zijn gevoelig voor oververhitting.
– Werk nooit met batterijen in de buurt van vonken, vlammen, sterke hittebronnen en sigaretten. Met name Lithium Ion batterijen kunnen slecht tegen langdurige trillingen. Sla batterijen niet op in de buurt van apparatuur dat overmatig vibreert.
– Gebruik zo veel mogelijk geïsoleerd gereedschap bij of rond batterijen. Hiermee wordt de kans op onbedoelde kortsluiting verminderd.
– Lithium Ion batterijen verouderen het minst als ze bij 40% lading en relatief koele temperaturen worden opgeslagen.
In zeldzame gevallen is het mogelijk dat een Lithium Ion oplaadbare batterij cel een inwendige kortsluiting krijgt wegens een fout tijdens de fabricage of tijdens onkundig gebruik in het verleden van de batterij. Als gevolg daarvan is er weer een kleine vervolgkans dat een Lithium Ion batterij cel dan in brand vliegt. Dit is niet vooraf te voorspellen en mocht dit gebeuren is het vuur praktisch niet te doven. Om de gevolgen van dit risico zo klein mogelijk te maken kunnen de volgende maatregelen worden genomen.
– Bewaar niet alle batterijen direct naast elkaar, maar scheidt ze middels een zeer moeilijk ontvlambaar materiaal. Thermische dekens zijn bijvoorbeeld een zeer goede manier om partijen batterijen van elkaar te scheiden.
Het blussen van Lithium Ion batterijen is makkelijker gezegd dan gedaan. Vaak is het het beste om de batterij gewoon maar uit te laten branden. Een foam of CO2 brandblusser zal het vuur mogelijk in bedwang kunnen houden, maar de kans is het groot dat het zelfs hiermee niet mogelijk zal zijn om de brand te blussen. Water reageert met sommige Lithium Ion batterijen dus gebruik geen op water om te blussen!
LET OP:
De dampen bij een lithium Ion batterij kunnen giftige stoffen bevatten. Gebruik een gasmasker bij het benaderen van een batterijbrand.
Meer informatie over veilig Lithium Ion batterijen bewaren
Waardoor Lithium Ion batterijen stuk gaan en hoe dit te voorkomen
Overzicht van batterij veiligheidsmaatregelen en wetgeving
Overzicht van veiligheidsmaatregelen voor batterij fabrikanten
Veiligheidsgegevens van LMC, LFP en NCA batterijen
Hoe goed of hoe slecht zijn batterijen voor het milieu
Batterijen en elektromotoren leveren geen uitstoot zoals benzine en dieselmotoren dat doen, maar om een batterij te maken en de restmaterialen als een batterij aan het einde van zijn levensduur is kan en kunnen wel slecht voor het milieu zijn. Onderzoek heeft aangetoond dat het produceren van een batterij en het delven van de grondstoffen, net als voor alle andere producten die we produceren en gebruiken het milieu wordt belast. Het grote voordeel is echter, dat als een batterij wordt gerecycled, veel van de materialen kunnen worden hergebruikt, waardoor de druk op het milieu weer wordt verlaagd. Met fossiele brandstoffen is dat niet mogelijk. Gooi dus nooit batterijen bij het normale huisvuil of direct in de natuur. Niet alleen gaan er belangrijke grondstoffen voor nieuwe batterijen verloren, de materialen in de batterij kunnen behoorlijk giftig zijn voor plant, dier en mens als ze in het milieu en de leefomgeving terecht komen.
Loodzuur batterijen
Als de inhoud van loodzuur batterijen direct in het milieu terecht komen zijn zowel het lood en de zuren in de batterij zeer schadelijk voor plant, mens en dier. Het recyclen van loodzuur batterijen gebeurt door de loodzuur batterijen volledig te vermalen, de zuren te neutraliseren tot materialen die worden hergebruikt, de plastics te scheiden voor hergebruik en het lood terug te winnen. Op deze wijze wordt praktisch de volledige loodzuur batterij teruggewonnen voor nieuwe toepassingen.
De recycling van loodzuur batterijen heeft echter nog aanzienlijke uitdagingen. Tijdens het recycle proces komen vaak giftige dampen en ander restafval vrij en niet in alle recycle fabrieken wereldwijd wordt hier goed mee omgegaan. Gelukkig wordt er druk onderzoek gedaan om de recycling van loodzuur batterijen te verbeteren en veiliger te maken, maar loodzuur batterijen worden nog steeds als relatief vervuilend batterijen gezien door hun uitdagingen bij het recyclen.
Nikkel Batterijen
Als de inhoud van Nikkel Cadmium batterijen direct in het milieu terecht komen is met name het Cadmium is zeer schadelijk voor plant, mens en dier. Het Cadmium is een giftig zwaar metaal en het moet voorkomen worden dat Nikkel Cadmium batterijen in het milieu terecht komen. Ondanks dat Nikkel Metaal Hybride batterijen geen Cadmium bevatten, zijn ook deze batterijen schadelijk voor het milieu.
Tegenwoordig kan praktisch de gehele op Nikkel gebaseerde batterij worden gerecycled. Het plastic wordt van de batterij gescheiden en hergebruikt en de metalen worden omgesmolten. Door de verschillende smelt temperaturen worden het Cadmium en het Zink relatief eenvoudig gescheiden van het ijzer, aluminium, mangaan en het chroom.
Lithium Ion batterijen
Ondanks dat Lithium Ion de minst milieubelastende oplaadbare batterij is van alle hier behandelde batterijen, worden ook van deze batterij de grondstoffen weer hergebruikt in nieuwe batterijen. Door de grote toename van het gebruik van Lithium Ion batterijen zit de milieubelasting meer op het delven van de grondstoffen van Lithium Ion batterijen. Hergebruik kan deze milieubelasting aanzienlijk verminderen.
Het recyclen van Lithium Ion batterijen gebeurd door eerst mechanisch de plastics, metalen en lithiumzouten zo veel mogelijk van elkaar te scheiden. Er wordt druk onderzoek gedaan naar methodes om op een rendabele manier het Lithium terug te winnen. Omdat Lithium momenteel niet schaars is wordt dit nog niet altijd gedaan. Het heeft daarom altijd de voorkeur om batterijen in een secundaire toepassing te gebruiken, voor ze te recyclen.
Batterij recycling Nederland
Batterij recycling meer info 1
Batterij recycling meer info 2