Er zijn behoorlijk wat verschillende batterijen. Elk type heeft zo z’n eigen sterke en zwakke punten. In deze blog zetten we een aantal batterij types eens op een rijtje en kijken we naar de onderlinge verschillen.
Loodzuur batterij
We kennen natuurlijk allemaal de loodzuur batterij, oftewel de accu in een auto. Deze batterij gaat al meer dan een eeuw mee, is goedkoop, maar heeft een relatief lage energiedichtheid. Dit betekent dat er relatief weinig kilowattuur in kan per kilogram batterij. Daarnaast gaat een loodzuur batterij niet zo lang mee en vragen ze veel onderhoud. Deze batterij wordt dus wel in de auto gebruikt, maar niet om de auto mee aan te drijven. Als de Nissan Leaf uitgerust zou zijn met een loodzuur batterij, zou het batterijpakket alleen al zo’n 800 kg wegen en sta je waarschijnlijk al binnen een jaar bij de garage voor een onderhoudsbeurt voor het batterijpakket.
Nikkel-cadmium
De nikkel-cadmium batterij kwam in 1950 op de markt. Jarenlang is deze batterij dé batterij geweest voor draagbare apparatuur. Hij gaat lang mee (ruim 1,500 laadcycli), is goedkoop en kan veel stroom leveren in korte tijd zonder daarmee de batterij te schaden. Het nadeel van deze batterij is het zogenaamde ‘geheugen-effect’: door het niet volledig ontladen van de batterij neemt de capaciteit af. De batterij wordt als het ware lui. Andere batterij types hebben hier geen last van. Een ander nadeel is dat de batterij het toxische cadmium gebruikt. Zo moet volgens de Europese afvalstoffenlijst de nikkel-cadmium batterij beschouwd worden als gevaarlijk afval.
Nikkel-metaal-hydride
De nikkel-metaal-hydride batterij kwam rond 1990 op de markt. De batterij kan twee tot drie keer meer energie opslaan dan de nikkel-cadmium batterij en deze energie ook snel afgegeven. Daarnaast gebruikt de batterij geen cadmiun en is daarmee minder schadelijk voor het milieu. Maar, de levensduur van deze batterij is met 300-500 diepe laadcycli beduidend slechter dan de nikkel-cadmium batterij, die zo’n 1,500 diepe laadcycli kan halen. De nikkel-metaal-hydride batterij wordt gebruikt in bijvoorbeeld de Toyota Prius. Door de batterij in een hybride opstelling te gebruiken, wordt er minder van gevraagd in termen van diepe laadcycli en gaat hij dus langer mee.
Zebra: Natrium-Nikkel-Chloor
De Zebra batterij is een uitzonderlijk ding, dat op de markt gebracht werd in 1982. De temperatuur in deze batterij is altijd ergens tussen de 270 tot 350 graden Celsius. De batterij gebruikt dan ook vrij veel energie als hij in rust is om op temperatuur te blijven. Het grote voordeel van de batterij is dat er relatief veel energie in opgeslagen kan worden, vergelijkbaar met de nikkel-metaal-hydride batterij, en dat hij lang meegaat. De batterij wordt toegepast in de Th!nk en Modec. De Th!nk zal binnenkort ook verkrijgbaar zijn met een li-ion batterij.
Lithium-ion
De lithium-ion batterij kwam begin van de jaren negentig commercieel beschikbaar. Deze batterij heeft een energiedichtheid die vergelijkbaar is met die van de nikkel-metaal-hydride en Zebra batterijen, maar is een stuk compacter. Dat laatste verklaart waarom we ze zoveel zien in telefoons en laptops. Een ander groot voordeel van de litium-ion batterijen is dat ze relatief snel geladen en ontladen. Er zijn binnen de familie van de lithium-ion batterijen verschillende types, met elk weer specifieke prestaties. De oudste is de lithium-ion-cobalt (1991), gevolgd door de lithium-ion-mangaan (1996) en de lithium-ion-ijzer-fosfaat (3x woordwaarde) (2006).
Welke auto gebruikt welke batterij?
De Mitsubishi i-Miev, Peugeot Ion, Citröen C Zero, Nissan Leaf en de elektrische Renaults zullen de lithium-ion-mangaan batterij gebruiken. Onze eigen Tesla is uitgerust met een Li-ion-cobalt batterij en de BYD zal naar alle waarschijnlijkheid komen met een lithium-ion-ijzer-fosfaat batterij. In de Th!nk zit zoals gezegd de Zebra batterij en in de Prius de nikkel-metaal-hydride batterij.
’t Is maar dat je het weet!
Interessante ontwikkeling om in de gaten te houden: li-air batterijen. De verwachte energiedichtheid van dit type is 3 tot 100 keer hoger dan die van de li-ion variant. Laat maar komen!
(Saqib Rahim, New York Times, 7 May 2010: Will Lithium-Air Battery Rescue Electric Car Drivers From ‘Range Anxiety’? — http://www.nytimes.com/cwire/2010/05/07/07climatewire-will-lithium-air-battery-rescue-electric-car-37498.html)