Oplaadbare batterijen


Fotografie » TechTalk » Batterijen » Oplaadbare batterijen

Oplaadbare batterijen (in technische termen worden ze secundaire batterijen genoemd) combineren een hoge ontlaadstroom met de eigenschap dat ze opnieuw geladen kunnen worden.

De nickel-xxx batterijen zijn de meest courante batterijen: ze bestaan in verschillende technologiën: nickel-ijzer, nickel-zink, nickel-MH (metaal-hydride) en uiteindelijk de batterijen "ready tu use" die gebaseerd zijn op de Ni-MH-technologie.

De meest courante batterijtypes en het opgeslagen vermogen volgens de gebruikte technologie:

TypeOpgeslagen vermogenAantal laadbeurten
Lood zwaverzuur33-42Wh/kg500
NiCd40-60Wh/kg2000
NiFe19-25Wh/kg*
NiMH140-300Wh/kg500 - 2000
NiZn100Wh/kg200
Lithium-ion100-200Wh/kg300 - 2000

* Onverslijtbare electrodes, het loog moet enkel soms vervangen worden als die teveel carbonaat uit de lucht opgenomen heeft (vervangen van de doppen).

Op zout gebaseerde accus

Wetenschappers zijn altijd op zoek naar een technologie om accus te maken gebaseerd op goedkope grondstoffen, accus die veel cycli meegaan en die een hoog rendement hebben. De bedoeling is hier energie op een goedkope manier hernieuwbare energie (wind en zon) op te slaan tijdens produktiepieken.

Een batterijtype die goedkoop gemaakt kan worden en die geen schadelijke grondstoffen gebruikt is de zoutaccu, bestaande uit een natrium titanium phosfaat electrode NaTi2(PO4)3, de andere electrode bestaat uit mangaan dioxyde en het electroliet is een gesatureerde natrium perchloraatoplossing.

De accu heeft een spanning van 1.9V in geladen toestand en 0.9V in ontladen toestand, maar er worden packs van 24 of 48V gemaakt (losse cellen zal je niet aantreffen). De accu kan sterke cycli ondergaan (3000 cycli voor de huidige technologie) en heeft een goed rendement (coulombische efficiëntie: je haals bijna evenveel ampères als je erin steekt).

De packs hebben geen egalisatiesysteem nodig zoals lithium accus et kan in om het even welke toestand opgeslagen worden.

Dit type accu is ontworpen om de bekende lood-zuur accus te vervangen. Deze accus gaan maar een beperkt aantal cycli mee en om er voor te zorgen dat de accus voldoende lang meegaan wordt de accupack overgedimensioneerd, zodat de batterij nooit tot minder dan 90% ontladen wordt.

Maar de energiedensiteit van een zoutaccu is eerder beperkt: een accu van 24V 83Ah weegt 118kg en is bijna een meter hoog. Om voldoende energie op te slaan voor een huishouden zodat die geen electriciteitsnet meer nodig heeft heb je 5 zulke batterijen nodig (10kW aan opgeslagen energie).

De capaciteit en energiedensiteit is maar de helft van die van een loodaccu, maar daar staat tegenover dat de accu niet overgedimensioneerd moet worden, wat de zeer beperkte energiedensiteit compenseert.

De maximale ontlaadstroom van een dergelijke accupack is beperkt tot 30A: dit is ook de reden dat huishoudens 5 van zulke packs nodig hebben, anders kunnen ze bepaalde apparaten niet voeden (boormachine, wasmachine, enz). Een kleine startbatterij kan ene tienmaal hogere stroom leveren, echter maar gedurende één minuut.


De ontlaadcurve van de pack die hierboven vermeld wordt. De beschikbare capaciteit hangt sterk af van de ontlaadstroom: het Peukert effekt speelt hier een grote rol.


De beschikbare capaciteit naargelang de stroom. Het is hier duidelijk dat de batterijpack een sterke stroom niet goed kunnen opnemen. De opgeslagen energie zakt sneller dan de capaciteit, aangezien de energie afhangt van de stroom en de spanning, en de spanning zakt sterk bij verhoogde belasting.

Secundaire batterijen

Loodbatterijen

De eerste oplaadbare batterijen waren de loodbatterijen. De eerste videocamera's (schoudermodellen) gebruikten loodbatterijen van 12V 2Au. Loodbatterijen waren toen de enige batterijen die een hoge stroom konden leveren. Loodbatterijen worden hier verder besproken.

Lithium

De lithium batterijen worden op een nieuwe pagina besproken. De meest voorkomende lathium-ion batterijformaten staan hier.

Ook de Kentli accu is gebaseerd op de lithium-technologie, maar heeft de vorm van een AA of AAA batterij en een uitgangsspanning van 1.5V


Flitsers werken het best met oplaadbare batterijen die de hoge stroom kunnen leveren.

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren