Lithium batterijen


Fotografie » Batterijen » Lithium

Lithium batterijen zijn tegenwoordig de meest gebruikte batterijen. Ze bestaan zowel in niet-oplaadbare als in oplaadbare vorm. Er zijn verschillende technologiën die allemaal een verschillende spanning leveren.

De lithium-batterijen hebben een ware revolutie veroorzaakt: hogere capaciteit, lange retentie (bewaren goed hun lading) en een hoge spanning per cel waardoor er minder elementen nodig zijn. De meeste lithium accus hebben een maximale spanning van 4.2V en een midpoint spanning van 3.6 of 3.7V (spanning in half-geladen toestand).

De accus worden onherroepelijk beschadigd als de spanning onder de 3V komt. De accu kan niet meer geladen worden, de spanning stijgt niet meer boven de 3V en stuurt men een hogere stroom door de accu, dan geraakt die oververhit en kan ontploffen. Dat is de reden waarom de electronica van een lithium batterijpack het laden niet meer toelaat van zodra de spanning van een cel beneden de 3V komt.

Als de spanning boven de 4.2V komt raakt de accu ook beschadigd met een vermindering van de beschikbare capaciteit. Het is aan te raden de accu nooit tot zijn maximale capaciteit te laden, dit vermindert de levensduur van de accu.

Een geladen accu is zeer reaktief: indien de verpakking doorboord wordt dan kan de accu ontploffen. Het lithium metaal reageert met de zuurstof uit de lucht. Een ontladen accu is minder reaktief want het lithium is dan gebonden. Indien de accu gedurende een langere tijd niet gebruikt wordt, dan is het aangeraden de accu in een koele ruimte in half-geleden toestand te bewaren (klemspanning van 3.7V).

Lithium accus worden warm tijdens het gebruik. Dit heeft als voordeel dat het rendement van de accu lichtjes stijgt, met een klemspanning onder belasting die 2% hoger ligt. Dit is de reden waarom bepaalde electrische auto's een systeem hebben om de accu voor te verwarmen voor het vertrek. De airco van de wagen stuurt dan warme lucht naar de accupacks. Deze funktie, die een deel van de beschikbare accucapaciteit gebruikt is enkel nodig bij vriesweer of als je absoluut de maximale prestaties uit je auto wilt halen vanaf de eerste meter. Bij een normaal gebruik is de natuurlijke opwarming van de accu voldoende.

Lithium batterijen
Een algemene inleiding over lithium batterijen, hoe de accus gebruiken, bewaren opladen. Met extra informatie over nieuwere types die op natrium gebaseerd zijn in plaats van lithium.

Lithium metaal
Dit zijn niet oplaadbare lithium batterijen (primaire batterijen) in 1.5V AA formaat. Er bestaan knoopcellen die 3V leveren.

Lithium-ion types
Er bestaat niet één enkele type lithium oplaadbare batterij. De oplaadbare batterijen zijn allemaal van het type lithium-ion waarbij het lithium gebonden is om de batterij voldoende veilig te maken.

Er bestaan batterijen in een cylindrische behuizing en batterijen in zakjes. De batterijen in zakjes worden vaak "polymeer" genoemd, maar alle lithium batterijen zijn in feite polymeer (het electroliet is een polymeer).

Formaten van batterijen
Electronische toestellen die versleten zijn worden gerecycleerd in verre landen. Daar worden de batterijen eruit gehaald en opnieuw gebruikt. De batterijen worden vaak op ebay verkocht, vaak met een veel te hoge capaciteitsaanduiding, zelfs voor een nieuwe batterij. Deze batterijen zijn eigenlijk versleten maar worden verkocht als nieuw, met een veel te hoge capaciteit.

Op deze pagina een lijst van voorkomende batterijtypes met hun capaciteit.

Levensduur van lithium batterijen
Lithiumbatterijen gaan doorgaans niet zo lang mee, dit hangt af van de gebruikte technologie, bepaalde types zijn echt fragiel en anderen gaan zeer lang mee. Maar door een correct gebruik kan men de levensduur van de batterij verhogen.

Reactiveren van lithium batterijen
Lithium batterijen die lang niet gebruikt zijn geweest hebben soms een spanning die te leeg is om nog door de lader gedetecteerd te worden. De lader weigert deze batterijen opnieuw te laden, maar er is een oplossing.

De gevaren van lithium batterijen
Lithium is het metaal dat het meest electropositief is. Lithium reageert met water, met zuurstof en met bijna alle elementen. Om lithium te temmen wordt lithium gebonden in de vorm van een lithium-ion. Maar als de batterij verkeerd gebruikt wordt kan die toch gaan reageren.

Lithium-ijzer-fosfaat batterijen,
LiFePO4 in 12V batterijen en
een test van een accupack van tracer en twee packs van Jubatec 10 en 20Ah
De lithium-ijzer fosfaat batterijen zijn een apart type lithium-ion batterijen. Ze zijn veel veiliger dan de klassieke lithium-ion batterijen (LCO type), gaan langer mee (aantal cycli en levensduur) maar hebben een wat lagere capaciteit en celspanning.

4 cellen in serie hebben dezelfde spanning als een loodaccu, en worden daarom veel gebruikt als vervanger van de loodbatterij in de duurdere apparaten (golfkarretjes, startbatterij van racevoertuigen,...).

Kentli lithium AA/AAA 1.5V batterijen
Een poging om de lithium technologie te gebruiken om 1.5V batterijen te maken. De batterij heeft een downconverter die de spanning van 3.6V omlaag transformeert naar 1.5V.

Lithium accu 12V 20Ah
Een accu die slechts een capacoteit heeft van 3.34Ah na twee metingen in gecontroleerde omstandigheden.

Produktbespreking Jinbei DC-24V 6000mAh
Een lithiumbatterij voor studioflitsers voor mobiel gebruik. Deze batterij is van het type LCO en sommige batterijpacks hebben cellen die al een paar jaar oud zijn als ze bij de klant terechtkomen, waardoor de capaciteit te laag is. De inwendige weerstand van de batterijpack is ook te hoog geworden, waardoor de flitser plots kan uitslaan als er veel stroom nodig is om de flitselko op te laden.

Rechts een voorbeeld van een "slechte" lithium batterij constructie.
Het voordeel van een cylindrische cel (ten opzichte van een cel in een rechthoekige zak) is dat de twee electroden en het electroliet tegen elkaar gehouden worden door de druk. Hier is er speling tussen de lagen en is de batterij slecht geworden na een paar jaren gebruik (misschien 100 laadcycli). Een goede cylindrische cel heeft een harde kern waarop de lagen strak gewikkeld worden. De cel wordt dan in container geperst zodat de druk op de lagen behouden blijft.

Als er geen druk op de lagen zit, dan komen de lagen los van elkaar. De laad— en ontlaadreacties zijn gebaseerd op de verplaatsing van het lithium ion van de ene electrode naar de andere. Bij de intercalatie van het lithium ion in de electrode vervormd de electrode (min of meer naargelang het gebruikte materiaal) en de druk op de cel moet vermijden dat de lagen los van elkaar zouden komen.

Niet-oplaadbaar en wel oplaadbaar
Primaire of secundaire batterijen



Primaire cel met lithium (metaal)



Lithium-ion accu
Het metaal is gebonden en
de cel is veiliger in het gebruik

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren

-