Er werd mij gevraagd van een lithium batterij te testen. De batterij werd gebruikt om een draadloze camera van stroom te voorzien. De batterij zou de camera minstens een week zelfstandig moeten kunnen voeden, maar uit de eerste testen bleek dat de batterij slecht een dag meeging.
De accu is voorzien op apparaten die op 12V werken te voeden, en heeft daarom een stekker zoals de meeste van deze toestellen hebben. De batterij werd geleverd met een aangepaste lader, in feite een gewone voedingsblok die 12.6V levert. Normaal wordt de lader permanent aangesloten op de batterij, en de batterij levert dan stroom aan het toestel. De batterij is van het type "Super polymer lithium-ion battery" en het modelnummer is DC 122000.
De vraag was of het wel een nieuwe accu was, of een accu bestaande uit gerecycleerde cellen. Was de lader wel goed? Maar toen ik de accu in handen kreeg werd het direct duidelijk: een accu die slechts een paar honderden grammen weegt kan geen 20Ah leveren.
Het is een accu bestaande uit drie lithium cellen met een maximale spanning van 4.2V. De totale spanning is dus 12.6V in geladen toestand. Van zodra de accu stroom moet leveren zakt de spanning onder de 12V, om mooi stabiel te blijven rond de 11.5V. In de praktijk vormt dit geen probleem, de toestellen die voorzien zijn om op 12V te werken kunnen evengoed gevoed worden op 11.5V. Een eerste vraag werd snel opgelost: het zijn nieuwe cellen, want de spanning blijft redelijk constant gedurende de volledige ontlaadcyclus.
De accu werd dan aan een testprotocol ontworpen, een ontlading met een stroom van 0.5A, wat overeenkomt met een ontlading van 0.025C. Dit is een lage ontlaadstroom voor een accu van 20Ah en de ontlading zou 40 uren moeten duren. Normaal worden accus ontladen met 0.05C, een ontlading over 20 uren. Hier werd de batterijspanning onderbroken door de BMS na 7 uur.
Rechts zie je twee opeenvolgende ontladingen, iedere keer nadat de batterij gedurende 24 opgeladen werd met de bijgeleverde lader. Er is iedere keer een tijdsindicatie en de gemeten spanning op dit ogenblik.
Het is een typische ontlaadcurve voor een lithium accu, met een zeer vlak plateau. Wat ook opvalt is dat de spanning stijgt na ongeveer 30 minuten. Dit wordt normaal veroorzaakt door de interne verwarming van de accu, waardoor de inwendige weerstand daalt. Daarom ook dat de batterij van electrische auto's eerst opgewarmd moet worden vooraleer die maximaal kan presteren. Maar bij zo'n lage ontlaadstroom zou de opwarming geen meetbare effekten moeten hebben. Indien de accu opwarmt, is dit een teken dat de accu geen accu van 20Ah is, want voor zo'n accu is een stroom van 0.5A een peuleschil.
Ik heb mijn standaard test uitgevoerd (met een echte 20Ah batterij zou de test twee dagen moeten duren). De gemeten capaciteit was 3.32Ah bij de eerste test en 3.34Ah bij de tweede test. Passen we de lineaire regressie toe, dan zouden we de nominale capaciteit moeten halen na 834 onlaadcycli. Ware het niet dat een lithium-polymeer batterij in een zakje maar voorzien is voor 200 cycli.
De testprotocol omvat een lading met de aangepaste lader, een uur rust en dan een ontlading met een constante stroom totdat de beveiliging in werking treedt om de accu los te koppelen. De automatische testprocedure levert nagenoeg identieke resultaten bij de twee testen. Het is mogelijk dat een accu een capaciteit heeft enkele percenten lager dan aangegeven, maar een nieuwe accu die een capaciteit heeft van slechts 17% van de aangegeven waarde, dat heb ik nog nooit gezien. Het betreft hier geen meetfout, maar accus die duidelijk niet aan de normen beantwoorden.
De gemeten capaciteit komt overeen met de normale capaciteit van een accu met deze afmetingen. Het zijn standaard lithium-polymeer accus in zakjes zoals gebruikt in smartphones. Dergelijke accus hebben een levensduur van ongeveer twee jaar en laten 200 cycli toe. De levensduur en aantal cycli wordt gemeten totdat de capaciteit 80% bedraagt. Maar wat met een accu die nieuw al een capaciteit van 17% heeft?
Conclusie: als het te mooi is om waar te zijn, is het inderdaad niet waar. Dergelijke accus worden vaak op alibaba verkocht (de site met de 40.000 rovers) met overdreven capaciteitsclaims. De meest verkochte accus zijn van het formaat 18650, dit is een formaat die in veel toepassingen gebruikt wordt (oa. notebook batterijpacks). Er worden capaciteiten aangegeven van 8500mAh, terwijl de beste accus slechts een capaciteit van 3500mAh halen. Alle accus met een hogere capaciteit zijn fakes, dergelijke accus bestaan niet (eind 2021).
Bij accupacks zijn er twee problemen te melden:
- De 18650 accus die verkocht worden zijn vaak accus die uit oude notebooks gehaald worden en voorzien worden van een nieuwe omhulsel. Dergelijke accus zijn meestal einde loopbaan en zouden moeten gerecycleerd worden.
- Het probleem met accus in zakjes is anders: er is hier geen recuperatie van oude accus omdat er geen standardisatie is. Omdat er geen standaard is, kan de klant moeilijk op de hoogte zijn van de effectieve capaciteit van de accu.
Met zo'n lage capaciteit zou de accu die 60€ kost eigenlijk verkocht moeten worden aan 10€. Het zijn echter wel nieuwe accus, maar het is typische "made in china" brol dat je absoluut moet vermijden.
