Oplaadbare batterijen


Fotografie » TechTalk » Batterijen » Oplaadbare batterijen » Nickel-Ijzer

Nickel-ijzer batterijen (Ni-Fe) bestaan al heel lang. Ze kunnen volledig ontladen worden, kunnen overladen worden en gaan jaren en jaren mee. Te mooi om waar te zijn, zeker?

In plaats van cadmium kan men ook men ook ijzer of zink gebruiken.

De nickel-ijzer batterij wordt gebruikt met vloeibare electroliet als alternatief op de loodbatterij. De NiFe batterij heeft een veel langere levensduur, kan totaal ontladen worden en zwaar belast worden zonder beschadigd te worden. Deze accumulatoren werden vooral als traktiebatterij gebruikt (mijnbouw en scheepswerven, bijvoorbeeld), maar zijn eigenlijk geschikt voor alle toepassingen waar er een zeer onregelmatige laad/ontlaadcyclus is.

Bij het begin van de automobielindustrie werden er zowel lood als nickel-ijzer batterijen gebruikt, de nickel-ijzer variant in de duurdere auto's (deze batterijen gingen veel langer mee). Dan is men meer en meer de goedkopere loodbatterij gaan gebruiken en nu is er geen keuze meer.

100 jaar oude batterijen werden gereinigd, het electroliet werd vervangen (kalium hydroxide) en het blijkt dat deze batterijen even goed presteren als bij de fabricage! 50-jaar oude nickel-ijzer traktiebatterijen zijn niet ongewoon. Het onderhoud beperkt zich tot het vervangen van het electroliet als er carbonisatie opgetreden is (opname van koolstofdioxyde uit de lucht). De batterijen worden ontladen, geledigd, gespoeld en krijgen een nieuwe lading hydroxyde (95% KOH, 5% LiOH) en zijn zo goed als nieuw. Vaak moeten de dichtingen vervangen worden (doorgang van de electrische contacten), want het gebruikte rubber wordt broos na een aantal jaren.

Voor de caravan is de nickel-ijzer-batterij zondermeer dè ideale batterij, want de NiFe batterij kan volledig ontladen worden, mag overladen worden en bevriest niet in de winter. De klassieke loodbatterij (zelfs de "deep cycle" uitvoering) mag je niet te ver ontladen.

De electroden in deze batterijen zijn uiterst stabiel; dit is de reden dat de batterij buitengewoon lang meegaat. Maar deze stabiliteit heeft ook als gevolg dat de batterij geen extreem hoge stromen kan leveren (minder geschikt als startbatterij). Hoewel een dergelijke batterij zwaar belast kan worden (zonder risico op beschadiging) is de normale belasting minder dan 0.2C (dus ontlading in meer dan 5 uur, wat normaal is voor caravanbatterijen). Bij een hogere belasting (laden of ontladen) daalt het rendement sterk, maar verder heeft dit geen negatieve gevolgen.

De electroliet wordt niet gebruikt tijdens de reakties (dient enkel voor de electronentransport). In tegenstelling met lood-zuur batterijen blijft de concentratie constant. Het gevolg is dat de klemspanning ook nagenoeg constant blijft gedurende de volledige ontlading (dit is trouwens een eigenschap van alle nickel-batterijen). De klemspanning varieert meer met de belasting dan met de laadtoestand (zie grafiek).

De batterijen worden geleverd met individuele metalen cellen (rechthoekig, zie figuur). In al die jaren is de algemene vorm van de batterij nauwelijks veranderd.

De laatste afbeelding toont een pagina uit een electriciteitsboek van na de tweede wereldoorlog. Nickel-ijzer batterijen werden toen nog regelmatig gebruikt als startbatterij bij autos.

Er zijn nog fabrikanten die deze Nickel-Ijzer batterij maken (voornamelijk voor stroomopslag bij stationaire installaties: energieopslag voor huizen die ge´soleerd zijn van het electriciteitsnet).

Soms zal je de naam Edison batterij zien, maar de batterij werd niet door Edison uitgevonden (maar door Waldemar Jungner). Edison heeft de batterij echter op grote schaal gebruikt zonder rekening te houden met de patenten van de uitvinder.

Nickel-ijzer batterijen worden in de CMT's van de Belgische Marine gebruikt (CMT: Chasseur de Mines Tripartites of Mijnen Bestrijdingsvaartuigen). Deze batterijen worden tegenwoordig vervangen door loodaccus van Marine-kwaliteit (deze kunnen sterker ontladen worden dan klassieke startbatterijen). Nochtans is de levensduur van de batterijen niet hoog wegens het groot aantal cycli dat de batterijen moeten ondergaan. Bij een black-out (het schip zit volledig zonder stroom) zijn de batterijen de enige energiebronnen aan boord.

Nickel Ijzer (Ni-Fe)

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren