Wat zijn de meest voorkomende soorten lithium-ionbatterijen die beschikbaar zijn?

Lithium-ionbatterijen zijn er in alle soorten, maten en chemische samenstellingen. Ontdek hoe u de juiste accu's kiest voor uw activiteiten.

We hebben al eerder geschreven over de verschillende soorten lithium-ion (Li-ion) batterijen op basis van prestatieklasse, dus als u zich in het stadium bevindt waarin u al Li-ion-batterijen gebruikt en op zoek bent naar geschikte opslagoplossingen, zal dit artikel u helpen.

Als u nog steeds op het punt bent dat u voor het eerst Li-ion-batterijen overweegt, komt er meer kijken bij het kiezen van het juiste batterijtype voor uw activiteiten dan alleen een prestatiebeoordeling.

Li-ionbatterijen zijn er in een breed scala aan verschillende typen voor bijna onbeperkte toepassingen. Waar begint u en hoe weet u zeker dat u investeert in de juiste oplossing?

In het artikel van deze week neemt u samen met ons de zes meest voorkomende soorten Li-ion-batterijen door en gaat u vol vertrouwen op zoek naar de juiste stroombron voor uw activiteiten.

Klik hier om uw exemplaar van onze checklist voor risicobeoordeling in vier stappen voor Li-ion-batterijen te downloaden

Hoe vergelijkt u verschillende batterijtypes?

Batterijen kunnen snel technisch worden, en Li-ion-batterijen vormen daarop geen uitzondering. Hier is een tijd en plaats voor, maar vaak wenst u gewoon te weten of een batterij aan uw eisen voldoet.

Om deze bron zo nuttig mogelijk te maken, beginnen we elke vergelijking met een "geschikt voor gebruik in..." sectie. Zo ziet u in één oogopslag welke accutypes bij uw werkzaamheden passen.

Vervolgens vergelijken we elk batterijtype op basis van enkele belangrijke criteria in een sectie met de naam "algemene specificaties". Deze vergelijkingspunten omvatten het volgende:

• Nominale spanning — dit verwijst naar het spanningsniveau waarop de batterij is ontworpen om te werken. De werkelijke spanningen kunnen voortdurend fluctueren als gevolg van verschillende factoren, maar de nominale spanning biedt een stabiele maatstaf voor zowel fabrikanten als gebruikers. Deze spanning is wanneer de batterij het meest efficiënt maar ook het veiligst werkt.
  
  
• Bedrijfsspanning — dit is de hoeveelheid elektrisch potentieel die de batterij kan leveren om een apparaat van stroom te voorzien. Zie het als het energieniveau of de stroombron van de batterij. De bedrijfsspanning staat meestal op de batterij zelf en wordt meestal gemeten in volt. Verschillende apparaten hebben verschillende spanningsvereisten, dus het is van cruciaal belang om de juiste batterij aan het juiste apparaat te koppelen om optimale prestaties te garanderen.
  
  
• Levensduur — deze cruciale term die de levensduur en duurzaamheid van een batterij bepaalt. Simpel gezegd verwijst de levensduur naar het aantal laad- en ontlaadcycli dat een batterij kan ondergaan voordat de prestaties beginnen af te nemen. Stelt u een oplaadbare batterij voor als marathonloper. Hoe meer cycli het kan doorstaan, hoe langer het zal duren. 
  
  
• Thermiche  stabiliteit — dit verwijst naar het vermogen van een batterij om verschillende temperatuuromstandigheden te weerstaan. Wanneer een batterij een hoge thermische stabiliteit vertoont, betekent dit dat deze zijn prestaties en betrouwbaarheid kan behouden, zelfs bij blootstelling aan extreme temperaturen. Deze eigenschap is cruciaal om ervoor te zorgen dat een batterij gedurende zijn hele levensduur veilig, efficiënt en duurzaam blijft, en het is een bijzonder belangrijke maatregel voor temperatuurgevoelige Li-ion-batterijen om het risico op thermische runaway te verminderen. . 
  
  
• Laadsnelheid — dit is de snelheid waarmee een batterij kan worden opgeladen. Wat betreft het vergelijken van batterijen op basis van hun laadsnelheid, impliceert een hoge laadsnelheid dat de batterij sneller kan worden opgeladen, waardoor de operationele uitvaltijd wordt verminderd. Een lage laadsnelheid duidt op een tragere laadsnelheid, wat kan leiden tot langere stilstand/wachttijden.
  
  
• Ontlaadsnelheid — dit verwijst naar de snelheid waarmee het zijn opgeslagen energie vrijgeeft. Zie het als de snelheid waarmee de batterij leegloopt. Deze ontladingssnelheid wordt meestal gemeten in ampère of milliampère en kan variëren afhankelijk van het type batterij en de specifieke toepassing waarvoor deze wordt gebruikt. Een hoge ontladingssnelheid betekent dat de batterij zijn energie snel kan afgeven, ideaal voor apparaten die een plotselinge stroomstoot nodig hebben. Aan de andere kant duidt een lage ontladingssnelheid op een langzamere afgifte van energie, wat beter geschikt is voor apparaten die een constante en langdurige stroomvoorziening nodig hebben.
  
  
• Specifieke energie — in de eenvoudigste bewoordingen meet dit de energiedichtheid van een batterij. Hoe hoger de specifieke energie, hoe meer vermogen een batterij kan vasthouden in verhouding tot zijn gewicht. Deze eigenschap is cruciaal bij het bepalen van de efficiëntie en prestaties van batterijen in verschillende toepassingen. Of het nu gaat om het aandrijven van elektrische voertuigen, draagbare apparaten of systemen voor hernieuwbare energie, specifieke energie helpt u inzicht te krijgen in de potentiële looptijden en algehele functionaliteit. 

Ga voor meer informatie over Li-ion-terminologie naar onze speciale woordenlijstpagina.

6 verschillende soorten Li-ion accu's uitgelegd

1. Lithium-ijzerfosfaat (LFP) batterijen
   

Geschikt voor gebruik in... elektrische voertuigen, zonnepanelen, campers en caravans, scheepsaccu's en UPS-systemen (ononderbroken voeding).

In LFP-batterijen is het anodemateriaal gemaakt van lithiumijzerfosfaat (LiFePO4). Dit is een van de meest stabiele en niet-giftige lithiumverbindingen, waardoor dit batterijtype een grotere thermische stabiliteit heeft (zie hieronder), zelfs wanneer deze volledig is opgeladen. Dit is een toestand waarin andere Li-ion-batterijtypes een groter risico lopen op oververhitting en het veroorzaken van thermische runaway.

Het is dan ook niet verwonderlijk dat het een van de meest gebruikte Li-ion-batterijtechnologieën is.

Andere voordelen van LFP-batterijen zijn een langer dan gemiddelde levensduur (doorgaans drie tot vijf keer langer dan standaard Li-ion-batterijen) en een breed werkbereik. Dit betekent dat hij volledig kan worden opgeladen of ontladen zonder hetzelfde risico dat u zou zien bij andere Li-ion-batterijen wanneer ze tot deze uitersten worden geduwd.

De betrouwbaarheid en lange levensduur betekenen dat de aanschafkosten zichzelf meer dan goedmaken gedurende de vele jaren of betrouwbare stroom die u uit een LFP-batterij kunt halen.

Algemene specificaties (kan afwijken)

• Nominale spanning: 3.2V-3.3V
• Werkend voltage: 2.5V-3.65V
• Levensduur: 2,500
• Thermische  stabiliteit: tot 270°C (en blijft stabiel bij hogere temperaturen)
• Laadsnelheid: 1C, laadt meestal op tot 3.65V in 3 uur
• Ontlaadsnelheid: 1C, afsnijding meestal tussen 2-2.5V
• Specifieke energie: 90 Wh/kg tot 120 Wh/kg

Aanbevolen Emtez-opslagoplossing(en): Brandwerende batterijcontainers (alleen batterijopslag), Drive-in Containers (op maat gemaakt voor elektrische voertuigen met batterijen)

2. Lithium-kobaltoxide (LCO) batterijen

Geschikt voor gebruik in... smartphones, digitale camera's, laptops, tablets en vele andere draagbare elektronische apparaten.

Dit batterijtype ontleent zijn naam aan de kathode van lithiumkobaltoxide (LiCoO2). De anode is grafietkoolstof. Wat hem onderscheidt van andere batterijtypes, is de hoge energiedichtheid. In sommige toepassingen, bijvoorbeeld waar een hoog vermogen nodig is, maar de grootte van het apparaat of de apparatuur in kwestie erg klein is, maakt dit LCO-batterijen een sterke keuze.

Het is niet geschikt voor omgevingen die de thermische stabiliteit testen (u zult merken dat het een van de laagste thermische stabiliteitswaarden heeft van de hier genoemde typen). Als u ze voor dit soort toepassingen gebruikt, lopen u en uw team een groot risico. 

Ze hebben ook een kortere levensduur van de batterij dan veel van de andere soorten Li-ion-batterijen die tegenwoordig verkrijgbaar zijn. Vergeleken met een gelijkwaardige LFP-batterij kan de levensduur van de batterij ergens tussen een derde of een kwart van die van de LFP liggen, wat betekent dat hij veel sneller zonder stroom komt te zitten.

Algemene specificaties (kan afwijken)

• Nominale spanning: 3.6V
• Werkend voltage: 3V-4.2V
• Levensduur: tussen 500 en 1.000 cycli
• Thermische stabiliteit: tot 150°C
• Laadsnelheid: 0.7-1C, laadt meestal op tot 4,2V in 3 uur
• Ontladingssnelheid: 1C, uitschakeling bij 2.5V
• Specifieke energie: 150 Wh/kg tot 200 Wh/kg

Aanbevolen Emtez-opslagoplossing(en): Lithium-ionbatterijkast (kleine volumes), brandwerende inloopcontainers (grote volumes)

3. Lithium-mangaanoxide (LMO) batterijen

Geschikt voor gebruik in... draagbare elektrische gereedschappen, medische apparaten en apparatuur, hybride en elektrische auto's en elektrische motorfietsen.

LMO-batterijen bevatten een kathode gemaakt van lithium-mangaanoxide (LiMn2O4). Dit zorgt voor een betere beweging van de lithiumionen, maar maakt de batterij ook thermisch stabieler en over het algemeen veiliger.

Ze zijn ook behoorlijk aanpasbaar. LMO's van verschillende fabrikanten zullen waarschijnlijk een breed scala aan specificaties hebben, afhankelijk van hun chemische samenstelling, wat leidt tot eigenschappen zoals een langere levensduur van de batterij, sneller opladen of zelfs een beter specifiek vermogen (een zwak punt van hen).

De keerzijde hiervan is dat in vergelijking met LFP-batterijen, hun typische levensduur van 500 betekent dat ze vaak over het hoofd worden gezien voor batterijen die gewoon langer meegaan voordat ze moeten worden vervangen.

Over het algemeen kunnen LMO-batterijen als zeer middelmatig worden beschouwd, en de kans is groot dat u waarschijnlijk beter wordt bediend door een meer gespecialiseerd batterijtype uit deze lijst.

Algemene specificaties (kan afwijken)

• Nominale spanning: 3.7V
• Bedrijfsspanning: 3V tot 4.2V
• Levensduur: 300 tot 800 cycli
• Thermische stabiliteit: tot 250 °C.
• Laadsnelheid: 0,7 ° C tot 1 ° C, maximale laadsnelheid 3 ° C, individuele cellen opladen tot 4,2 V.
• Ontladingssnelheid: 1C. Sommige batterijen hebben een ontladingssnelheid van 10C en een uitschakeling van 2.5V.
• Specifieke energie: 100 Wh/kg tot 150 Wh/kg

Aanbevolen Emtez-opslagoplossing(en): Lithium-ionbatterijkast (kleine volumes), brandwerende inloopcontainers (grote volumes), Drive-In containers (op maat gemaakt voor elektrische voertuigen met batterijen)

4. Lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxide (NMC- of Li-NMC)-batterijen

Geschikt voor gebruik in... elektrische voertuigen, e-bikes, medische apparaten en elektrisch gereedschap.

Algemeen beschouwd als de tweede beste, voor het type LFP's, is er veel positiefs aan NMC-batterijen. Dit batterijtype, zo genoemd naar zijn kathode van nikkel-mangaan-kobaltoxide (LiNiMnCoO2), biedt vrijwel alles wat u zich maar kunt wensen van een LMO- of LCO-batterij met een langere levensduur.

Door hun hoge energiedichtheid kunnen ze kleiner worden gebouwd voor mobiele apparaten en andere toepassingen waarbij grootte van belang is (zie "Geschikt voor gebruik in..." hierboven).

Net als LMO's kunnen NMC-batterijen door hun fabrikant worden aangepast om bepaalde specificaties te verhogen of te compenseren op basis van de verhouding nikkel, magnesium en kobalt in de cel. Het nadeel? Kobalt kan moeilijk te verkrijgen zijn, wat betekent dat dit duurdere batterijen zijn.

Hoewel ze niet het prijskaartje van LFP-batterijen hebben, is hun levensduur merkbaar korter, dus op de lange termijn zijn ze waarschijnlijk minder kosteneffectief dan wanneer u in LFP's zou investeren.

Algemene specificaties (kan variëren)

• Nominale spanning: 3.7V
• Bedrijfsspanning: 3 V tot 4,2 V
• Levensduur: 1.500 cycli
• Thermische stabiliteit: tot 210 °C. Neemt af bij een hoger laadniveau.
• Laadsnelheid: 0.7C tot 1C, opladen tot 4.2V in 3 uur. Hogere laadstromen leiden tot een korte levensduur van de batterij.
• Ontladingssnelheid: 1C, met een uitschakeling bij 2.5V.
• Specifieke energie: 150 KWh/kg tot 220 KWh/kg

Aanbevolen Emtez-opslagoplossing(en): Lithium-ionbatterijkast (kleine volumes), brandwerende inloopcontainers (grote volumes), Drive-In containers (op maat gemaakt voor elektrische voertuigen met batterijen)

5. Lithiumtitanaat (Li2TiO3 of LTO) batterijen

Geschikt voor gebruik in... elektrische aandrijflijnen, medische apparatuur, industriële gereedschappen.

Van alle verschillende batterijtypes die hier worden vermeld, vallen LTO-batterijen op als de meest unieke. Dit komt omdat hun anodes zijn gemaakt van lithiumtitanaat (Li2TiO3) in plaats van grafiet.

Door de manier waarop ze zijn gemaakt, hebben LTO-batterijen een van de langste levenscycli en gaan ze zelfs langer mee dan LFP-batterijen. Operationeel gezien zijn ze ook een van de meer thermisch stabiele batterijtypes.

Maar ze zijn duur en kosten bijna twee keer zoveel als hun LFP-tegenhangers, en hun lagere energiedichtheid betekent dat ze niet de kracht hebben die je zou verwachten voor een batterij van hun formaat.

Algemene specificaties (kan afwijken)

• Nominale spanning: 2.4V
• Bedrijfsspanning: 1.8V tot 2.85V
• Levensduur: 3.000 tot 7.000 cycli
• Thermische runaway: 175°C tot 225°C
• Laadsnelheid: 1-5C, laadt op tot 2.85V
• Ontladingssnelheid: 10C, uitschakeling bij 1.8V
• Specifieke energie: 50 KWh/kg tot 80 KWh/kg

Aanbevolen Emtez-opslagoplossing(en): Lithium-ionbatterijkast (kleine volumes), brandwerende inloopcontainers (grote volumes), Drive-In containers (op maat gemaakt voor elektrische voertuigen met batterijen)

6. Lithium-nikkel-kobalt-aluminiumoxide (NCA)-batterijen

Geschikt voor gebruik in... elektrische voertuigen.

Lithium-nikkel-kobalt-aluminiumbatterijen (NCA of LiNiCoAlO2) vervangen het traditionele mangaan in NMC-batterijen door aluminium, wat resulteert in een batterij die een uitstekende chemische stabiliteit biedt. Het geeft ze ook een hoge specifieke energie. Dit betekent dat NCA-batterijen perfect zijn voor toepassingen die gedurende een langere periode een matige tot hoge belasting vereisen.

Het is echter vermeldenswaardig dat ondanks deze voordelen NCA-batterijen een relatief korte levensduur hebben in vergelijking met andere Li-ion-batterijen. De thermische stabiliteit van NCA-batterijen is ook minder goed, waardoor ze vatbaarder zijn voor thermische runaway, vooral bij gebruik buitenshuis.

Ten slotte zijn de kosten van NCA-batterijen relatief hoog. Gezien hun beperkte levensduur zijn ze daarmee de minst kosteneffectieve optie van de hier genoemde Li-ion-batterijen.

Algemene specificaties (kan variëren)

Nominale spanning: 3.6V
V Bedrijfsspanning: 3 V tot 4,2 V Levensduur: 500 cycli Thermische runaway
: 150 °C Laadsnelheid: 0,7 C, laadt op tot 4,2 V
Ontladingssnelheid: 1C, uitschakeling bij 3V
Specifieke energie: 200 KWh/kg tot 260 KWh/kg

Aanbevolen Emtez opslagoplossing(en): Brandwerende inloopcontainers (grote volumes), Drive-In Containers (op maat gemaakt voor elektrische voertuigen met batterijen)

Ontvang ons advies over de juiste batterij voor uw activiteiten

Als u nog steeds niet zeker weet welk batterijtype het beste aan uw behoeften voldoet of als u meer informatie wilt over alles wat we hier hebben besproken, neem dan vandaag nog contact met ons op.

Ons onderzoek en onze ontwikkeling op het gebied van gespecialiseerde Li-ion batterijopslag is gebaseerd op een diepgaande, fundamentele kennis van de werking van deze batterijtypes. Onze experts gebruiken deze informatie niet alleen om het productontwerp op te maken, maar helpen ook bij het definiëren en opzetten van Li-ion-beleid over de hele wereld om de regelgeving en het veilige, verantwoorde gebruik van Li-ion-batterijen te bevorderen.

Veiligheid begint met onderwijs, dus als u vragen heeft, helpen we u graag bij het kiezen van het juiste batterijtype (en, indien relevant, de juiste opslagoplossing die geschikt is voor het batterijtype, de grootte en de volumes in kwestie) om uw mensen en uw activiteiten veilig te houden.

Klik nu op de onderstaande knop om uw exemplaar van onze checklist voor risicobeoordeling in vier stappen voor lithium-ionbatterijen te downloaden.