Teake Zuidema
Een team van de Amerikaanse Pennsylvania State University heeft een lithium-ion accu ontwikkeld en getest die zichzelf verwarmt. Dit voorkomt vermogensverlies en maakt het ook mogelijk om bij extreme kou de accu binnen vijftien minuten op te laden.
‘Het is niet noodzakelijk om in koude landen en in de winter speciale snelladers te gebruiken die de batterij eerst opwarmen’, zegt Chao-Yang Wang, directeur van het Electrochemical Engine Center van de universiteit. ‘De verwarming zit al in de accu.’
Bij temperaturen onder 0 °C kampen conventionele lithium-ion accu’s met capaciteitsverlies. Voor elektrische voertuigen (EV’s) betekent dit dat ze trager opladen, regeneratief remmen minder rendement oplevert en de actieradius wel tot 40 % kan afnemen. Bij temperaturen beneden de 10 °C is het al moeilijk of onmogelijk snelladers te gebruiken voor zo’n accu. Dit is een handicap voor EV’s, maar ook voor drones en elektrisch materieel dat in de buitenlucht wordt gebruikt.
De zelfverwarmende accu van Penn State is gedeeltelijk gewikkeld in een nikkelfolie die verbonden is met de negatieve pool en een derde pool in het frame van de auto. Komt de temperatuur onder 20 °C, dan stromen de elektronen bij het opladen eerst naar de folie, waardoor de accu opwarmt. Wanneer kamertemperatuur is bereikt, gaat een automatische schakelaar om en begint het opladen van de accu.
‘Een groot pluspunt is dat de zelfverwarmende accu door de constante oplaadtemperatuur langer meegaat’, aldus Wang. Bij testen bleek volgens hem dat de zelfverwarmende accu na 4.500 keer opladen bij 0 °C aan een snellader slechts 20 % van zijn capaciteit had verloren. Een conventionele accu verloor onder dezelfde omstandigheden al na vijftig oplaadcycli 20 % van zijn capaciteit.
Conventionele lithium-ion accu’s degenereren bij lage temperaturen en snel opladen, omdat een deel van de lithiumionen niet opgenomen wordt door de anode, maar neerslaat op de oppervlakte en zo de anode verstopt.
