EN
Een LiPo-accu is een oplaadbare accu die wordt gebruikt in consumentenproducten, zoals drones en telefoons. Kennis over de aspecten die hun levensduur beïnvloeden, is echter essentieel, niet alleen voor producenten en gebruikers die de prestaties van hun accu willen optimaliseren, maar ook om hun levensduur te verlengen. Zelfs accu's die goede voordelen bieden ten opzichte van hun tegenhangers, hebben zwakke punten die de levensduur negatief kunnen beïnvloeden. In dit artikel wordt uitgelegd hoe opladen met een fiets, ontladingsdiepte, temperatuur en opslag de prestaties van LiPo-accu's beïnvloeden.
De invloed van oplaadcycli en ontladingsdiepte
Enkele belangrijke factoren die bijdragen aan de levensduur van een LiPo-batterij zijn onder andere de laadcycli. Een laadcyclus houdt in dat de batterij volledig wordt ontladen (van 0 tot 100 procent) op elk moment. In de praktijk kent de applicatieprogrammering echter meestal een stroom van PDC, omdat gedeeltelijke ontlading plaatsvindt. Om dit met een voorbeeld te illustreren: als een apparaat 25 procent van een vier keer opladen doorloopt, betekent dit niet dat het apparaat een volledige cyclus heeft gebruikt. Een LiPo-batterij is doorgaans een type batterij dat veelal tussen 300 en 500 cycli een aanzienlijke capaciteitsdaling ondervindt, voordat de capaciteit sterk afneemt.
Een belangrijke overweging die de levensduur van een batterij bepaalt, is de diepte van ontlading (DoD). De DoD geeft aan welk deel van de batterijcapaciteit wordt gebruikt voordat deze opnieuw wordt opgeladen. Een voorbeeld hiervan is wanneer een batterij kan worden opgeladen tot 50% en weer ontladen tot 50%, wat een DoD van 50% oplevert. Experimenten hebben keer op keer aangetoond dat de DoD verlaagd kan worden om de levensduur van de batterij aanzienlijk te verlengen. Een batterij met een DoD van 20% heeft een veel groter aantal laadcycli voor het moment van uitval, mogelijk zelfs meer dan twee keer zoveel als een batterij met een hogere DoD, bijvoorbeeld een batterij die herhaaldelijk wordt ontladen tot 80%. Dit verband bestaat omdat degradatie wordt versneld door diepere ontladingen, die meer belasting veroorzaken op de anode- en kathodematerialen.
Hoe temperatuur en opslagspanning degradatie beïnvloeden
Temperatuur heeft een grote invloed op de levensduur van een LiPo-batterij. Batterijen functioneren het beste binnen het kamertemperatuurbereik, meestal geaccepteerd als 20°C (68°F). Bij verwarming wordt de chemische reactie binnenin een LiPo-batterij versneld, wat op korte termijn enige capaciteitsstijging kan veroorzaken, maar op de lange termijn leidt tot degradatie. Extreme verwarming kan leiden tot elektrolytontleding en daardoor een hogere inwendige weerstand, en uiteindelijk defect. Aan de andere kant kunnen zeer lage temperaturen ervoor zorgen dat de batterij geen stroom kan leveren, omdat de efficiëntie van de chemische processen die nodig zijn voor het functioneren van de batterij wordt beïnvloed door hogere weerstand.
Bovendien heeft de opslagspanning van een LiPo-batterij grote invloed op de levensduur. LiPo-batterijen kunnen op lange termijn worden opgeslagen bij een gedeeltelijke lading van 3,7 tot 3,8 volt per cel en mogen niet volledig geladen (4,2 volt per cel) of ontladen (onder 3,0 volt per cel) worden opgeslagen. Als een batterij volledig geladen blijft, kan deze een kristallijne structuur aannemen (lithium plating), wat de capaciteit onomkeerbaar verlaagt. Een lage opslagspanning van een batterij daarentegen kan leiden tot over-ontlading of een spanningsdaling onder een veilig niveau, wat mogelijk blijvende schade kan veroorzaken.
Conclusie
Kortom, de levensduur van een oplaadbare lithium-polymeraccu hangt af van verschillende factoren. De laadcycli en het ontladingsniveau kunnen een grote invloed hebben op de accucapaciteit voordat deze aanzienlijk afneemt. Tegelijkertijd is het behouden van ideale omstandigheden, namelijk temperatuur en opslagspanning, ook van groot belang om de levensduur van de accu te verlengen. Door kennis te nemen van deze variabelen en deze te beheersen, kan men de bruikbaarheid en levensduur van LiPo-accu's aanzienlijk verlengen, zodat ze blijven functioneren als stroombron voor de vele apparaten waarmee ze zijn verbonden. Lithium-polymeraccu's worden voortdurend verbeterd door lopend onderzoek en ontwikkeling op het gebied van batterijchemie, wat belooft tot nog stabieler en duurzamer oplossingen te leiden.