Lithium voordelen De voordelen van lithiumbatterijen

This page is an automated translation of /en/lithium-advantages.html and is awaiting a manual review.

In dit artikel bespreken we "Lithiumbatterijen". In feite is er een hele familie van "lithiumbatterijen", allemaal met een specifieke chemie, afgestemd op een specifiek gebruik, geoptimaliseerd voor gewicht, grootte, spanning en/of temperatuurbereik, enz. Voor gebruik op zeilboten, alleen LiFePO4 (soms ook aangeduid als LFP) is een verstandige keuze. Lees in dit artikel "LiFePO4" overal waar we "Lithium" schrijven. De gemaakte uitspraken zijn mogelijk niet van toepassing op andere typen lithiumbatterijen.

Vergelijking

Als u een zeilboot heeft die het grootste deel van zijn tijd buiten het net doorbrengt, bent u zich waarschijnlijk zeer bewust van de problemen in verband met loodzuuraccu's. Laten we ze naast elkaar vergelijken met lithiumbatterijen:

Duurzaamheid

Loodzuur batterijen: Loodzuuraccu's op zeilboten gaan doorgaans niet erg lang mee. Loodzuuraccu's presteren erg goed om kortstondige zware stroom op te wekken, zoals voor het starten van een motor. Ze gaan ook erg lang mee als ze slechts af en toe een back-upstroom nodig hebben. In beide situaties brengen de loodzuuraccu's het grootste deel van hun leven volledig opgeladen door. Maar loodzuuraccu's haten het om ontladen te worden, en ze haten het om te moeten fietsen (van opladen naar ontladen en weer terug). De meeste fabrikanten specificeren ergens ongeveer 500 cycli, wat bij een dagelijkse cyclus een levensduur is van minder dan 2 jaar! Er is niet veel aan te doen, het is gewoon hun chemie waardoor ze lijden aan elke afzonderlijke laad-ontlaadcyclus en elke tijd in een ontladen toestand doorbrengen.
Lithium batterijen: Lithiumbatterijen houden van fietsen. Ze kunnen een vrijwel oneindig aantal cycli uitvoeren. De specificaties claimen vaak 5000 cycli en met zeer goede zorg voor de batterij kunnen het zelfs meer zijn. Maar lithiumbatterijen haten het om veel tijd in volledig opgeladen toestand door te brengen . Misschien heb je slechte ervaringen met lithiumbatterijen in consumentenelektronica, de typische "bijna nooit gebruikte" batterijen. Dit is meestal te wijten aan de veelgemaakte fout om deze batterijen na elk gebruik op te laden en ze het grootste deel van hun tijd in volledig opgeladen toestand te laten doorbrengen. Op een zeilboot, waar de batterijen elke nacht worden ontladen, zullen de lithiumbatterijen niet te veel tijd in een volledig opgeladen toestand doorbrengen, vooral als de capaciteit verstandig wordt gekozen (niet veel meer capaciteit dan daadwerkelijk nodig) en een goede Batterijbeheersysteem wordt gebruikt.

Economie

Loodzuur batterijen: Omdat loodzuuraccu's meestal niet erg lang meegaan op een off-grid zeilboot, zijn ze ondanks hun lagere prijs geen economische keuze. De levensduur is ongeveer 500-1000 cycli, mits je ze niet te diep ontlaadt. Hoe dieper de afvoer, hoe korter hun levensduur. Om een zinvolle levensduur uit loodzuuraccu's te halen, kunt u slechts 30% of zelfs minder van de nominale ampère-uurcapaciteit gebruiken.
Lithium batterijen: Lithiumbatterijen zijn misschien duurder, totdat u zich realiseert dat u veilig 80% van hun nominale ampère-uurcapaciteit kunt gebruiken. In de praktijk betekent dit dat ter vervanging van een 600 Ah loodzuuraccu (die je maar voor 30% zou kunnen ontladen, dat is ongeveer 200 Ah), een 250 Ah lithiumbatterij (die voor 80% kan worden ontladen, dat is 200 Ah) geven u precies dezelfde bruikbare capaciteit. Het gaat ook veel langer mee, minstens 3 tot 5 keer. Als u de lithiumbatterijen niet bij een scheepswinkel maar rechtstreeks bij de importeur koopt en er zeer conservatief van uitgaat dat de batterij 10 jaar meegaat, is de lithiumbatterij verreweg de meest economische keuze.

Gewicht

Loodzuur batterijen: De typische specifieke energie is 33-42 Wh/Kg. Met ongeveer 30% bruikbare capaciteit komt dit neer op 10-13 Wh/kg.
Lithium batterijen: De typische specifieke energie is 100 Wh/Kg. Met ongeveer 80% bruikbare capaciteit komt dit neer op 80 Wh/kg.

Dit betekent dat de loodzuuraccu's 6 tot 8 keer zwaarder zijn per Wh opslag dan hun lithium-neven. Dat kan belangrijk zijn, vooral op snelle boten. Per kilo "boot" moet je immers 1 kilo water verplaatsen om vooruit te komen, wat zich vertaalt in slepen ...

Opladen

Loodzuur batterijen: Loodzuuraccu's hebben last van een zeer frustrerende laadcurve: vanaf ongeveer 80% van de lading accepteren ze niet meer de volledige beschikbare laadstroom. In technische termen gaan ze van "bulk lading" naar "absorptie fase" (wat we vroeger "lepel voeren" noemden op onze zeilboten). Het is frustrerend om een zeer krachtige dynamo of een zonnepaneel met hoge capaciteit te hebben en niet de volledige laadsnelheid in de accu's te zien. De accuspanning is beperkt tot ongeveer 14,4 Volt (afhankelijk van de configuratie) en de stroom moet afnemen om overschrijding van die spanning te voorkomen. Aan het einde van het opladen gaat er bijna geen stroom meer naar de batterijen.
Lithium batterijen: Lithiumbatterijen accepteren de volledige beschikbare laadcurve tot het punt waarop ze 100% zijn opgeladen. U hoeft uw motor/generator niet zo lang meer te laten draaien. In feite moet u oppassen dat u uw dynamo niet doorbrandt, omdat de lithiumbatterijen veel meer vermogen opnemen dan u ooit in uw loodzuurbatterijen hebt zien stromen.

Ontladen

Loodzuur batterijen: De uitgangsspanning van loodzuuraccu's is afhankelijk van de belasting en de laadtoestand, en in het algemeen is de uitgangsspanning tijdens het ontladen veel lager dan de spanning tijdens het opladen. Ook zakt de uitgangsspanning aanzienlijk als je een zware belasting inschakelt en zie je de lampjes flikkeren.
Lithium batterijen: De spanningscurve van lithiumbatterijen is bijna vlak over het grootste deel van zijn capaciteit. Van ongeveer 20% laadstatus tot 90% SOC blijft de spanning rond de 13 volt. Het is hoger dan de ontlaadspanning van loodzuuraccu's en ook stabieler. Tegelijkertijd hebben lithiumbatterijen een lagere interne weerstand waardoor de spanning niet erg zakt als je een zware belasting inschakelt.

Veiligheid

U heeft wellicht gehoord over de veiligheidsrisico's van "lithiumbatterijen". De meeste problemen houden echter verband met andere chemicaliën van lithiumbatterijen dan LiFePO4, en meestal is er sprake van een vorm van wanbeheer. In werkelijkheid zijn LiFePO4's de veiligste lithiumbatterijen die we kennen. Lees hier meer over in ons artikel Lithium-butwhatabout .