LI-ION-BATTERIJ EN VORST

Li-ion-cellen houden, net als alle andere oplaadbare batterijen, niet van vorst. Lage temperaturen verhogen de interne weerstand van de batterij en verlagen de capaciteit. Li-ionbatterijen werken bij vriestemperaturen, zelfs bij -20°C, maar hun bruikbare capaciteit is lager (maar niet drastisch) en ze worden vernietigd (verouderd) door dergelijk gebruik. Langdurig gebruik bij vriestemperaturen zal de batterij onherstelbaar beschadigen en de beschikbare capaciteit zal lager zijn.

WAT IS DE TEMPERATUURLIMIET?

In al onze verzegelde (=niet-openbare) accu's zitten Samsung INR18650-35E li-ioncellen. De fabrikant specificeert een temperatuurbereik van 10°C tot 60°C(bedrijfstemperatuur - ontlading) waarin de batterijen kunnen worden gebruikt (ontladen) en waarin hun functionaliteit is gegarandeerd. Panasonic, een andere grote fabrikant van geweldige 18650-batterijen, specificeert een ontladingsbereik tot -20°C. Naar mijn mening is Samsung alleen strenger (voorzichtiger) in de specificatie, beide batterijen werken zelfs bij -20°C. Ik zal mijn bewering ondersteunen met een link naar een batterijtest op https://lygte-info.dk/, waar een Deense tester een zeer vergelijkbare Samsung INR18650-36G (3350mAh) batterij ontlaadde in de vriezer bij -21°C en het gaf een zeer solide capaciteit. Bovendien wordt de functionaliteit bij -20°C bevestigd door een pdf-document van NASA genaamd Performance and Safety of COTS 18650 Li-ion cells from Various Manufacturers waarin de Panasonic NCR18650A (3100mAh) cel in detail wordt onderzocht. Je kunt de test zelf uitvoeren in de vriezer waar het meestal -18°C is.

Recente studies geven zelfs aan dat Li-ion bruikbaar zijn bij -40°C, uitgaande van zeer lage ontlaadstromen.

CAPACITEITSVERMINDERING BIJ VRIESTEMPERATUREN

Hoeveel vermindert de accucapaciteit bij vriestemperaturen? Dit is helemaal niet eenvoudig te beantwoorden, omdat de capaciteit ook afhangt van de ontlaadstroom. En de grafieken laten ook zien dat als de ontlaadstroom extreem hoog is (bijv. 4A), de accu geleidelijk opwarmt tot de normale temperatuur en deze behoudt.

Panasonic NCR18650GA - bij een ontlading van 4A bij 0°C heeft de accu 3080mAh, 92,6% van de capaciteit vergeleken met 25°C. [5]

Panasonic NCR18650GA - bij ontladen bij 4A bij -10°C heeft de accu 2920mAh, 88% van de capaciteit vergeleken met 25°C [5] .

Panasonic NCR18650B - bij ontlading bij 3,3A bij 0°C heeft de accu 2950mAh, 90% capaciteit vergeleken met 25°C. [4]

Panasonic NCR18650B - wanneer ontladen bij 3,3A bij -10°C, heeft de batterij 2800mAh, 85% van de capaciteit vergeleken met 25°C. [4]

Panasonic NCR18650B - wanneer ontladen bij 3,3A bij -20°C, heeft de batterij 2190mAh, 67% van de capaciteit vergeleken met 25°C. [4]

Panasonic NCR18650A - wanneer ontladen bij 0,62A bij 0°C, heeft de accu 2550mAh, 86% van de capaciteit vergeleken met 25°C. [2]

Panasonic NCR18650A - wanneer ontladen bij 0,62A bij -10°C, heeft de batterij 2400mAh, 80,5% van de capaciteit vergeleken met 25°C. [2]

Panasonic NCR18650A - wanneer ontladen bij 0,62A bij -20°C, heeft de batterij 1400mAh, of 47% van de capaciteit vergeleken met 25°C. [2]

Panasonic INR18650-35E - bij ontlading bij 3,4A bij -10°C heeft de accu 40% capaciteit vergeleken met 25°C. [3]

GAAT DE BATTERIJ LEEG BIJ GEBRUIK IN VRIESKOU?

Ja, als u een Li-ion-accu onder 0°C gebruikt, wordt deze onherroepelijk vernietigd (veroudering van de accu). Hoe lager de temperatuur, hoe meer de accu veroudert. Als de ontlaadstroom laag is (bijv. C/10 = 0,34A) is de schade niet groot. Bij hoge ontlaadstromen is de schade al aanzienlijk. Er zijn echter ook onderzoeken die aangeven dat hogere ontlaadstromen niet noodzakelijkerwijs meer schade veroorzaken dan lage ontlaadstromen, omdat de accu geleidelijk kan opwarmen tot een plus-temperatuur bij een hoge stroom. Hoe dan ook, waar de waarheid ook ligt, de accu wordt beschadigd door gebruik bij temperaturen onder nul.

Veel meer schade wordt veroorzaakt door het opladen van cellen bij vriestemperaturen, waardoor zich lagen vormen op het elektrode-oppervlak die de beschikbare capaciteit verminderen.

HOE BESCHERM JE ACCU'S TEGEN BEVRIEZING?

U moet de omstandigheden altijd zelf beoordelen. Het is niet nodig om de accu te verbergen voor korte ritten (30 minuten), het is onwaarschijnlijk dat de accu in zo'n korte tijd afkoelt. Voor langere activiteiten in omstandigheden waar het koud en zelfs winderig is (de gevoelstemperatuur is nog lager), moet je de batterij verbergen onder je buitenste kledinglaag of op de een of andere manier isoleren tegen de kou, bijvoorbeeld door onze softshell zak te gebruiken.

Als je in een ernstige situatie zit en licht nodig hebt, vergeet dan natuurlijk de batterijen en red je leven, één keer gebruiken bij vriezend weer zal de batterij niet vernietigen of merkbaar beschadigen. Alleen bij langdurig gebruik raakt hij beschadigd.

BRONNEN

[1] Battery University - Testen en veiligheid van batterijen, https://batteryuniversity.com/learn/article/battery_testing_and_safety

[2] Prestaties en veiligheid van COTS 18650 Li-ion-cellen van verschillende fabrikanten, PDF, NASA, 2013

[3] Specificatie van product Samsung INR18650-35E, PDF, Samsung SDI, 2015

[4] Specificatie van product Panasonic/Sanyo NCR18650B, PDF, Panasonic/Sanyo

[5] Specificatie van product Panasonic/Sanyo NCR18650GA, PDF, Panasonic/Sanyo

[6] Prestatie- en veiligheidstests van Panasonic 2,9 Ah Li-ion NCR 18650-cellen, PDF, NASA, 2009