Lithium formaten

Lithium batterijen bestaan er in verschillende formaten. Omdat dit een nieuwe markt is weten de kopers niet wat ze kunnen verwachten (capaciteit, spanning, enz). Dit artikel moet wat klaarheid scheppen.

Het lithiumformaat 18650 is één van de meest gebruikte formaten. Deze afmetingen werden voor de eerste maal gebruikt in draagbare computers en daardoor kon de produktie op grote schaal gebeuren, waardoor er een zekere standardisatie gebeurde. Er bestaan ook laders die specifiek gemaakt zijn voor dit formaat.

De maximale capaciteit voor dergelijke cellen is 3000mAh (halverwege 2016). De grootste fabrikanten zijn Sony, Panasonic, Samsung, LG. Alle verkopers die cellen verkopen met een hogere capaciteit liegen, dergelijke capaciteiten zijn gewoon niet mogelijk. Indien de verkopers liegen over de capaciteit, dan is het best mogelijk dat ze ook minderwaardige batterijen verkopen.

De batterijen kunnen minderwaardig zijn omdat ze gerecycleerd zijn. Er is een hele business aan de gang: batterijpacks worden ontmanteld en de cellen die nog goed lijken worden verkocht als "nieuw". Deze cellen zullen echt niet lang meer meegaan (gewoon omdat ze te oud zijn). De capaciteit van een dergelijke batterij (2200mAh nieuw) wordt zeker niet gehaald: een gemiddelde capaciteit van 500mAh is eerder de norm.

Een andere oorzaak voor een lage capaciteit is dat er soms kleinere cellen in batterijen gebruikt worden (bijvoorbeeld AA cellen op formaat 14500 in een 18650 behuizing). Deze cellen halen natuurlijk niet dezelfde capaciteit als echte 18650 cellen. Door de zwaardere belasting gaan ze niet lang mee. De batterijen worden immers opgeladen met een stroom die driemaal te hoog is.

De grondstoffen voor het maken van dergelijke batterijen zijn te koop in China, en het is dus niet zo moeilijk om deze cellen te bouwen in kleine fabrieken. Deze fabrieken produceren echter minderwaardige cellen die ten hoogste een capaciteit hebben van 1000mAh. De batterijen zijn ook niet betrouwbaar en kunnen in korstluiting gaan (met een explosie tot gevolg). Probeer maar eens je geld terug te krijgen van zo'n verkoper...

Je komt regelmatig de naam "Ultrafire" tegen op verkoopssites zoals Alibaba en eBay. Ultrafire produceert echter geen lithium batterijen! Het is gewoon een naam die blijkbaar aanslaat in China, en die naam werd dan opnieuw gebruikt. De capaciteiten zijn allemaal veel te hoog en de cellen zijn allemaal minderwaardig.

Het is gemakkelijk dergelijke batterijen te verkopen, want de kopers zijn niet op de hoogte van de maximale capaciteit van de accus die ze kopen. Dergelijke cellen worden meestal in een onopvallende verpakking verkocht: de cellen worden immers vooral gebruikt in batterypacks, niet verkocht over de toonbank van de computerboer om de hoek. Lithium-polymeer cellen (de "accus in plastiekzakken") hebben enkel een kode op de verpakking. De cellen worden in tablets en smartphones gebruikt.

De maximale spanning van een dergelijke accu bedraagt 4.2V en men raadt zelfs aan de cellen niet boven de 4.1V te laden (de cellen gaan tweemaal zo lang mee maar de capaciteit is beperkt tot 90% van de nominale capaciteit). Goede cellen bewaren deze spanning tootdat ze belast worden, dan zakt de spanning naar een plateau van 3.6 - 3.7V. De ontlading moet gestopt worden als de spanning onder de 3V komt. Onder de 2.5V moet de cel zeer langzaam opnieuw opgeladen worden (wat de meeste laders niet kunnen doen).

Het overladen is normaal niet mogelijk als men een lader voor individuele cellen gebruikt. Indien de accus echter in serie geladen worden (in een vaste batterijpack) dan is een BMS schakeling absoluut nodig (Battery Managenemnt System). Zo'n schakeling zal de batterijen egaliseren door de cellen die volledig geladen zijn (spanning van 4.2V) lichtjes te belasten.

Zo'n beveiligingsschakeling kan nuttig zijn, maar daardoor kan de accu soms groter worden, waardoor de cel niet meer in het apparaat past. Er zijn variaties op de bekende batterijformaten: de 18650 batterij heeft ook een "protected" versie die 5mm langer is.

Lithium-ijzerfosfaat (LFP of LiFePO) accus hebben een spanning van 3.2V (in plaats van 3.6V) en een lagere capaciteit (1500mAh in plaats van 3000mAh voor een 18650-cel. De opgeslagen energie bedraagt 4.8Wh voor een LFO-cel, terwijl de opgeslagen energie voor een LCO cel 10.8W bedraagt.

Deze accus zijn ook beschikbaar in AA formaat met een capaciteit van 600mAh (vergelijk dit met de capaciteit van 2000mAh voor NiMH accus). Het voordeel van deze cellen is de hoge beschikbare spanning, waardoor in veel toepassingen slechts één cel nodig is (bijvoorbeeld tuinverlichting).

Waarom dan dergelijke cellen verkopen? Omdat ze meer stabiel zijn dan LCO cellen, omdat ze 1000 maal opgeladen kunnen worden (LCO gaan maar 200 à 500 maal mee, naargelang de diepte van de cyclus). Zolang lithium goedkoop is, is het interessanter LFP te fabriceren dan NiMH. Dergelijke cellen hebben ook een hoger temperatuurbereik dan LCO cellen. Het zijn de meest ecologische batterijen (als we de oude nickel-ijzer batterijen buiten beschouwing laten).

De laadspanning bedraagt 3.7V en de spanning zakt naar 3.2V tijdens de ontlading. Deze cellen mogen dus niet gebruikt worden in de plaats van klassieke lithium cellen, maar ze worden vaak gebruikt in batterijblokken van 12.8V. Deze LFP batterijpacks worden hier besproken en dit is een produkt review van een batterijpack van Tracer