In een vorig artikel vertelden we hoe het kan gebeuren dat accu's slijten en in het ergste geval zelfs kunnen ontploffen. In dit artikel lees je over de verschillende soorten batterijen en hoe je een accu veilig kunt opladen en onderhouden.
Lees eerst: Zo verslijten en exploderen accu's
SLA-accu
De verzegelde lood- of SLA-accu (sealed lead acid) treffen we als tech-gebruiker vooral aan in noodvoedingen, ook wel UPS’en (uninterruptible power supply). Dit type accu werd uitgevonden in de jaren zeventig van de vorige eeuw. Het type accu wordt ook weleens VRLA (‘valve-regulated lead-acid battery’) genoemd, omdat het apparaat niet honderd procent verzegeld is: via een klep worden overbodige gassen uitgestoten die tijdens de chemische werking ontstaan.
Werkt dit mechanisme niet goed, dan kan de accu opzwellen. Bij een oude UPS kan dit ertoe leiden dat je de accu niet meer (gemakkelijk) kunt vervangen, omdat hij te erg opgezwollen is. Ontploffingsgevaar is er niet, omdat een SLA met zwellingsproblemen normaal gezien al lang daarvoor de geest geeft.
Omwille van de lage energiedensiteit zijn dit vrij grote en zware accu’s. Ze volledig opladen duurt lang, tot wel een volle dag. Verder heeft dit soort accu een beperkte levensduur, met tussen de twee- en driehonderd laadcycli. De SLA-accu steekt eenvoudig in elkaar en is daardoor goedkoop te fabriceren.
Dit type accu levert snel heel veel energie, maar houdt dat niet lang vol. Dat is dus ideaal voor in een noodvoeding, die onmiddellijk volledig inzetbaar moet zijn wanneer de stroom uitvalt. Nog een voordeel is dat de SLA-accu bij zeer lage en zeer hoge temperaturen goed blijft functioneren. Een ideale omgevingstemperatuur voor een zo lang mogelijke levensduur is er wel: die ligt rond de 25 graden Celsius.
Ben je van plan een SLA-accu lange tijd niet te gebruiken, dan moet je hem volledig opladen voor je hem opslaat. In die toestand kun je zo’n accu maandenlang bewaren, al laad je hem het best ieder jaar opnieuw bij. Een UPS regelt dit overigens allemaal zelf. In de praktijk kan de accu in een UPS jarenlang meegaan. Hoelang precies, hangt af van allerlei factoren, zoals de omgevingstemperatuur, hoe vaak de UPS aanslaat en hoelang de ‘down-time’ duurt.
NiMH-accu
De NiMH-accu is een verbeterde versie van de oudere, zeer milieuonvriendelijke nikkel-cadmium (NiCd)-accu. De NiCd-accu werd al in 1899 uitgevonden en in 1947 voor het eerst in zijn huidige vorm op de markt gezet. NiCd-accu’s zijn betrouwbaar en kunnen tegen een stootje, maar naast het vervuilende aspect hebben ze een ander nadeel, namelijk het geheugeneffect. Dit type accu verliest zijn capaciteit als je ze niet regelmatig helemaal ontlaadt en weer volledig oplaadt (‘deep charging’).
De ontwikkeling van NiMH startte aan het eind van de jaren zestig van de vorige eeuw. De bedoeling was vooral een compacte accu te ontwerpen met een hogere energiedensiteit dan NiCd. De NiMH-technologie is tot op vandaag veelgebruikt bij oplaadbare batterijen. In de computerwereld tref je ze vooral nog aan in laptops, vrijwel niet meer in mobieltjes. NiMH is delicater dan NiCd, reden waarom batterijladers vaak een aparte instelling hebben voor elk type oplaadbare batterij.
Een NiMH-accu levert dertig à veertig procent meer energie dan een vergelijkbare NiCd-accu. Maar wanneer je hem niet gebruikt, raakt hij (afhankelijk van de omstandigheden) wel zo’n twintig procent van zijn lading in de eerste maand en ongeveer tien percent van zijn capaciteit in elke volgende maand kwijt. Dus na ongeveer negen maanden is hij dan leeg.
Het geheugeneffect is minder uitgesproken dan bij NiCd, maar toch dien je een NiMH-accu die je gebruikt om de zestig à negentig dagen volledig te ontladen en daarna honderd procent weer op te laden. Doe je dat niet, dan verkort je de levensduur, soms wel tot nog maar een derde van de normale driehonderd à vijfhonderd laadcycli.
Gebruik je een NiMH-accu langere tijd niet, dan laad je hem het best tot tachtig procent van zijn capaciteit op vóór je hem weglegt. Vergeet niet om de accu dan alsnog elke zes maanden opnieuw bij te laden tot ongeveer tachtig procent. Door het hoge gehalte aan nikkel loont het de moeite om NiMH-batterijen en -accu’s te recyclen, reden waarom ze milieuvriendelijker zijn dan NiCd’s, die moeilijker milieuvriendelijk af te danken zijn.
Lithium-ion accu
Hoewel de eerste experimenten om lithium te gebruiken als basismateriaal voor een batterij al van het begin van de vorige eeuw dateren, zijn de eerste stabiele lithium-gebaseerde accu’s veel minder oud. Pas in 1991 commercialiseerde Sony de eerste Li-ion-accu. Tegenwoordig is het veruit de populairste accu-technologie voor tech-apparatuur.
Het is een veilige technologie die een veel groter voltage per gebruikte cel levert dan loodaccu, NiMH-accu’s/batterijen en alkaline-batterijen. Anders gezegd: dit type accu heeft een hoge energiedensiteit. Je kunt er kleine accu’s mee bouwen die gedurende lange tijd veel energie leveren. Hoewel Li-ion nog altijd gemiddeld iets duurder is, daalde het prijsverschil de afgelopen jaren drastisch, zelfs in die mate dat deze technologie NiMH uit de markt dringt.
Li-ion heeft verschillende voordelen tegenover NiMH. Behalve de hogere energiedichtheid, heeft Li-ion ook geen last van het geheugeneffect. Li-ion heeft ook een langere levensduur, tot duizend laadcycli. De optimale levensduur wordt wel pas gehaald als je de accu gemiddeld maar tot tachtig procent van zijn capaciteit oplaadt. Steeds meer tech-apparatuur doet dit automatisch.
Bij laptops kun je vaak als gebruiker zelf (meestal in de bios, soms binnen Windows) een accu-sparende laadstand inschakelen die de accu maar tot tachtig procent oplaadt. In die stand kun je de laptop gerust permanent aan het stroomnet hangen, zonder dat dit de levensduur van de accu verkort. Onderweg kun je dan wel de normale laadstand gebruiken die de accu tot honderd procent oplaadt, zodat je zo lang mogelijk op de accu kunt werken.
Li-ion-accu’s zijn veilig, op voorwaarde dat ze een elektronisch circuit hebben dat ze beschermt tegen oververhitting en overladen. Werkt dit veiligheidscircuit slecht of ontbreekt het (zoals soms het geval is bij namaak-accu’s uit het Verre Oosten), dan kan dit type accu onverwacht ontbranden of zelfs ontploffen.
Er bestaan overigens verschillende types Li-ion-accu’s. In tech-apparatuur wordt meestal lithium-kobaltoxide (Li-kobalt) gebruikt. Lithium-mangaanoxide-accu’s zijn krachtiger, maar iets minder veilig en worden bijvoorbeeld gebruikt in boormachines. Andere types zoals lithium-nikkel-kobalt en lithium-ijzer-fosfaat treffen we aan in energiecellen en voertuigen.
Lithium-ion-polymeer accu
Lipo (lithium-ion-polymeer) is strikt genomen een zoveelste variant van Li-ion, maar wordt vooral omwille van marketingredenen als een apart type accu aangeduid. De eigenschappen zijn grotendeels dezelfde, met twee belangrijke verschillen. Lipo-batterijen kunnen in allerlei, flexibele vormen vervaardigd worden en zijn dus ideaal voor gebruik in dunne mobiele apparaten waarbij het design belangrijk is.
Een tweede verschil is dat Lipo eigenlijk geen onderhoud vergt. Er is geen geheugeneffect en je mag de accu’s zoveel en zo ver opladen en ontladen als je wilt (wel met een geschikte lader). Hoe je ze bewaart, maakt weinig uit, al is het beter om ze net zoals een gewone Li-ion-accu tot tachtig procent op te laden als je ze lange tijd ongebruikt bewaart.
Hoewel de energiedichtheid iets lager ligt dan bij Li-ion, wordt Lipo toch graag gebruikt in smartphones (bijvoorbeeld in de nieuwe iPhones en Galaxy S7,) doordat je er dunne accu’s mee kunt bouwen. Een Lipo-accu geeft – in tegenstelling tot Li-ion – niet langer energie af wanneer hij volledig bevroren is. Een verder nadeel is dat Lipo-accu’s gemiddeld twee keer zo duur zijn als Li-ion bij een vergelijkbare capaciteit.
Herbruikbare alkaline
Niet-herbruikbare alkalinebatterijen kun je vaak toch nog enkele keren opladen. Dat werkt het best als de batterij tot minder dan vijftig procent ontladen is voor je hem weer oplaadt. Op het internet vind je laders hiervoor, maar batterijproducenten raden het af omwille van de veiligheid. Het werkt ook maar een handvol keren.
Bovendien gaan opnieuw geladen gewone batterijen veel minder lang mee dan echte herlaadbare exemplaren. Een herbruikbare alkalinebatterij kun je wel veilig laden, maar ook slechts een beperkt aantal keren: vaak geven ze de geest na amper vijftig laadcycli. De energiedensiteit van dit type herlaadbare batterij is bovendien erg laag.
Gebruikt je tech-apparaat een standaardformaat batterij zoals AA of AAA, dan is een herlaadbare NiMH-batterij eigenlijk een beter, weliswaar iets duurder alternatief.
Accu veilig opladen: tips voor de expert
1: Een lage omgevingstemperatuur verlengt de levensduur van elke accu, zowel tijdens het gebruik als bij langdurige opslag. Houd het apparaat waarin de accu zit zo koel mogelijk. Gebruik je laptop als het kan op een ‘laptopkoeler’, zoals de Cooler Master Notepad of de Targus Chill Mat. Die zijn verkrijgbaar tussen de 20 à 50 euro. Draag je mobiel niet te dicht bij je lichaam: een jas- of broekzak is bijvoorbeeld beter dan de borstzak. Dat je een batterij best in de koelkast bewaart is overigens een mythe. Een koele omgevingstemperatuur onder de 25 °C volstaat.
2: (Super)snelladers zijn soms handig, maar gebruik ze zo min mogelijk. Laden bij hoog vermogen verkort de levensduur van je accu, vooral door de extra hitte die dit genereert.
3: Diep ontladen is alleen nodig bij NiMH en maar een beperkt aantal keren (zie ‘Nieuwe accu in gebruik nemen’). Vermijd dit bij alle andere soorten accu’s. Li-ion- en Lipo-accu’s leven het langst wanneer die voortdurend tussen de dertig en tachtig procent van het totale laadvermogen worden gehouden. Het beste laad je die accu’s dus niet volledig op, dit moet je zelf in de gaten houden.
4: De meeste moderne acculaders stoppen met laden wanneer de accu vol is. Bij een NiMH-accu schakelen ze dan eventueel over op een zogenaamde ‘trickle charge’ (druppellading) om de accu vol te houden. Bij een lithium-gebaseerde accu schakelt de lader zich normaal zelf uit. Je kunt je laptop dus in het stopcontact laten, maar bij een lithium-gebaseerde accu schakel je dan best wel in het bios de acculaadspaarstand in. Die zorgt ervoor dat de accu maar tot tachtig procent wordt opgeladen. Helaas hebben nog niet alle laptops, tablets en smartphones deze speciale laadstand.
5: Sommige accu’s zijn ‘smart’ en geven zelf aan hoeveel energie er nog in zit (bijvoorbeeld door middel van led’s). Als die aanduiding incorrect wordt, kan het nodig zijn eenmaal een diepe laadcyclus uit te voeren, zodat de accu zichzelf kan kalibreren. Is dit nodig, dan wordt dit meestal in de handleiding aangegeven. Vaak moet deze kalibratie dan elke drie maanden worden herhaald.
Accu volledig opladen voor eerste gebruik?
Moet een nieuwe accu ‘geprimed’ worden, dat wil zeggen speciaal behandeld worden, vóór je hem de eerste keer gebruikt? Dat hangt van het type accu (en herlaadbare batterij) af. Verzegelde-loodaccu’s zijn al volledig opgeladen wanneer je ze koopt. Als ze lang in het schap hebben gelegen, moet je ze misschien voor het eerste gebruik enkele uren bijladen, maar een UPS doet dit sowieso automatisch. Ook Li-ion- en Lipo-accu’s hebben geen speciale behandeling nodig voor het eerste gebruik. Meestal zijn ze gedeeltelijk opgeladen in de fabriek. Bijladen tot honderd procent voorafgaand aan het eerste gebruik is niet nodig, maar kan evenmin kwaad.
NiMH-accu’s moet je wel ‘primen’, dat wil zeggen ze volledig opladen voordat je ze in gebruik neemt, en ze dan een keer of twee à drie helemaal laten leeglopen en opnieuw volledig bijladen. Ze bereiken hun volledig capaciteit pas na een aantal volledige laadcycli. Bovendien vermijd je zo al vanaf het begin af aan het vervelende geheugeneffect. Vervolgens herhaal je die volledige laadcyclus elke twee à drie maanden. Tussendoor kun je ze gewoon bijladen zoals het uitkomt.