Oplaadbare batterij

Loodaccu uit een auto

Het oudste type accu dat nog steeds gebruikt wordt, is de loodaccu, ook wel lood-zwavelzuurbatterij of lood-zuurbatterij genoemd. Doordat de spanning niet overeenkomt met die van standaard batterijen kan deze niet gebruikt worden als vervanger van een eenmalige batterij. De loodaccu is van het natte-celtype en bevat vloeistoffen in niet-afgesloten containers, zodat de accu te allen tijde rechtop dient te staan. De ruimte waarin de accu zich bevindt, moet goed geventileerd worden, vanwege de explosieve combinatie van zuurstof en waterstof die vrijkomt als de accu wordt overladen. De loodaccu is ook relatief zwaar in verhouding tot de hoeveelheid energie die hij kan leveren. De energiedichtheid van dit soort accu is het laagst van alle oplaadbare accu's: 30 Wh/kg. Ook de vermogensdichtheid is het laagst: 75 W/kg accu. De energiedichtheid geeft aan hoeveel energie er per kilogram accu opgeslagen kan worden, en de vermogensdichtheid staat voor het vermogen dat de accu per kilogram kan leveren. Bij de loodaccu zijn beide niet groot. Desondanks wordt dit type accu veel gebruikt, vooral vanwege de lage productiekosten en de grote elektrische stroom die hij kan leveren. Een duurder type lood-zuurbatterij, de gelbatterij, bevat een elektrolyt die is geïmmobiliseerd in de vorm van gel.

Enkele NiCd-batterijen

De NiCd-accu is een droge accu, d.w.z. dat er geen vloeistoffen in de accu aanwezig zijn. Een groot nadeel van NiCd-batterijen is het gebruik van het giftige cadmium.

De NiCd-batterijen kunnen - afhankelijk van de schakeling - last hebben van het zogenaamde geheugeneffect.

De twee grootste voordelen van cadmiumaccu's zijn de langere levensduur dan andere accu's en de hoogst af te geven stroom. Cadmiumaccu's zijn goed te gebruiken in bijvoorbeeld elektrisch gereedschap met een zwaar belaste elektromotor. De energiedichtheid van NiCd-accu's is 50 Wh/kg. De vermogensdichtheid van deze soort accu's is zeer groot: 200 W/kg. Vanaf 2006 werden steeds minder NiCd-batterijen gebruikt, maar in plaats daarvan NiMH-accu's.

Enkele NiMH-batterijen

NiMH-accu

De NiMH-batterijen kunnen minder goed tegen te lage en te hoge temperaturen. Bij lage temperaturen verliest de batterij zijn lading en bij hoge temperaturen raakt de batterij beschadigd. Bij welke temperatuur dat gebeurt hangt sterk af van het merk en de kwaliteit. Een NiMH-batterij kan beter niet volledig ontladen worden. Bij elektronische apparatuur is dat geen probleem, doordat deze apparatuur zichzelf tijdig uitschakelt, maar bij een zaklantaarn met een gloeilampje kan de batterij volledig ontladen worden. Bij normaal gebruik gaat de NiMH-batterij korter mee dan een NiCd-batterij. De energiedichtheid van Ni-MH accu's ligt tussen die van NiCd-accu's en Li-ionaccu's in: 60 Wh/kg. De vermogensdichtheid is het laagst van de drie typen: 175 W/kg.

De eerste NiMH-batterijen konden weinig stroom leveren en hadden een lage capaciteit. In de jaren 2000 tot 2006 verbeterde de capaciteit en de te leveren stroom sterk voor batterijen van dezelfde grootte. Er kwamen accucellen beschikbaar met een capaciteit van 15 Ah.

Doordat de gewone NiMH- en de NiCd-batterijen een vrij grote zelfontlading hebben, zijn deze niet geschikt voor apparaten die maar weinig stroom gebruiken (zoals afstandsbedieningen en klokken). Vanaf 2008 zijn er echter verschillende soorten van deze NiMH-batterijen met een veel lagere zelfontlading te koop, vaak aangeduid met de generieke Engelse term "low self discharge" of de afkorting "LSD", die wel voor dit type toepassing geschikt zijn. Voorbeelden van LSD-NiMH batterijen zijn de Recyko+ serie van fabrikant GP, de Eneloop-serie van fabrikant Sanyo, de Imedion-serie van Maha. Overigens kunnen de LSD-varianten gewoon in een standaard NiMH-lader opgeladen worden. Na een jaar zonder gebruik heeft een opgeladen LSD-NiMH-accu nog ongeveer 85 procent van de originele capaciteit beschikbaar, terwijl een normale NiMH tegen die tijd door zelfontlading helemaal leeg is.

De Li-ionaccu kan meer lading bevatten dan de NiCd- en de NiMH-batterij. Per kilogram accu kan de grootste hoeveelheid energie opgeslagen worden (140 Wh/kg). In het laboratorium kan bij een testopstelling de Li-ionaccu ook veel vaker opgeladen worden. Een duurdere constructie met een polymeer heeft nog betere eigenschappen. Met name de vermogensdichtheid ligt een stuk hoger: 300 W/kg. Dat betekent dat er veel energie in korte tijd geleverd kan worden.

In de praktijk blijkt de Li-ion echter kwetsbaar. Bij veel apparaten zit een Li-ionaccu vast ingebouwd. Indien de batterij stuk gaat, is het niet altijd rendabel om nog een nieuwe accu te kopen. Vanwege de chemische samenstelling is het mogelijk dat Li-ionaccu's bij een defect tot zelfontbranding komen. Daarbij komt zuurstof vrij waardoor er flinke steekvlammen kunnen ontstaan. Maar wanneer de originele lader voor de Li-ionaccu gebruikt wordt en de accu wordt gebruikt waar hij voor bedoeld is, is de kans op schade zeer klein. Een ander (minder bekend) nadeel is dat de Li-ionaccu zijn capaciteit al begint te verliezen, onmiddellijk nadat hij gefabriceerd is. Bij 25 graden Celsius is dit ongeveer 20 % per jaar en dit loopt op bij hogere temperaturen. Door dit chemisch verval gaat bijvoorbeeld een laptopaccu slechts 3 tot 5 jaar mee.

Deze heeft een vast elektrolyt en vloeibare elektroden. De elektroden zijn van natrium (min) en zwavel (plus). De elektrolyt is van aluminium- en natriumoxide, Deze accu kan onbeperkt worden geladen en ontladen zonder dat de levensduur vermindert.

Een groot nadeel is echter dat de accu op een hoge temperatuur moet worden gehouden, minstens 300 graden, ook als de accu niet in gebruik is. De accu is daarom voorzien van weerstandsdraden die door de accu zelf gevoed moeten worden. Het spreekt vanzelf dat de accu hierdoor een hoge zelfontlading heeft.