Wat zit er achter de laadsnelheid van je accu?

Laadpaal Frankrijk snellader bij Burger King

Als we het hebben  over de basics van de laadsnelheid van accu's dan gaat het over elektrotechniek. Met name ja bij snelladers, want daar zie je wel eens een de laadsnelheid variëren. Om daar een idee van te krijgen gaan we helemaal naar de basis van de accu.

De accu is in principe gewoon een klein chemisch fabriekje. Die werkt met een elektrolyt, de negatieve kant en een elektrode, de plus aan de andere kant. De elektrolyt is van koolstof en de elektrode is tegenwoordig heel vaak van kobaltdioxide. Daar tussenin zit een separator zodat ze niet tegen elkaar aankomen. Dat is in principe een gewoon heel smal plat envelopje. Er zitten een heleboel van die cellen in een accu. Die werken ook samen voor de laadsnelheid zoals je hieronder ziet.

Ontladen van de accu

Op moment dat we stroom gaan verbruiken, bijvoorbeeld door te gaan rijden, dan gaan de elektronen van de minpool naar die pluspool. Die elektronen zijn losgekomen van lithium. De lithium ionen laten ook los. Dat is een beetje temperatuursafhankelijk hoe snel dat gaat. Als de temperatuur oploopt gaat dat gemakkelijker. Ongeveer bij kamertemperatuur is dat optimaal, dus tussen de 25 en 35 graden. Wellicht een beetje warm voor uw huiskamer maar dat is waar de accu zich het meeste in zijn element voelt. Dan gaat het ontladen het snelste maar andere kant op moet je hebben bij het opladen.

Opladen van de accu

Als je dus gaat laden, dan gaan de elektronen de andere kant uit en de ionen gaan uiteraard ook in de tegenovergestelde richting. Als de accu erg leeg is, dan gaat het vrij gemakkelijk. Een elektron vindt heel snel weer een ion maar wanneer die accu vol raakt dan wordt het steeds lastiger om een vrij element van de andere partij te vinden. Dat moet je een beetje vergelijken met het boardingsproces van een vliegtuig. Als je de eerste bent, dan heb je alle bagagevakken tot je keuze om jouw tas in te droppen en je gaat zitten. Lekker snel en later komen er meer mensen, die vakken raken voller. Het wordt steeds lastiger om nog een plekje te vinden waar jij je tas ergens in zo’n bak kwijt kunt. Als laatste aan aan boord kom vaak met een net even te grote trolley. Als alle vakken vol zijn, dan zie je die laatste heen en weer rennen door het gangpad om toch nog een plekje te vinden. Zo gaat het met die elektronen ook een beetje.

In een grafiek zou het vermogen in kilowatt tegen de tijd in minuten of uren dan komen we bij kilowattuur uit. In begin van dat proces schiet het vrij snel op maar dan gaat de laadsnelheid trager. Dat komt onder andere doordat er minder ruimte is en ook de temperatuur kan stijgen. Het is een chemisch proces en er wordt elektriciteit toegevoegd met interne weerstand. Er zijn allerlei redenen waarom de temperatuur op kan lopen en dan zakt de lading ook weer met een hogere temperatuur naar beneden en dat merk je dan ook in deze grafiek.

Temperatuur en laadsnelheid reguleren

Er zijn een paar mogelijkheden om toch te reguleren en dat is de temperatuur in de gaten houden. Er zijn auto's die geen accukoeling hebben. Die moeten het van rijwind hebben en daar kun je weinig aan regelen.

Er zijn ook auto’s die luchtgekoelde accu's hebben. Dan is het bij een laadpaal of bij een snellader toch afwachten of daar nog geforceerd lucht langs komt. Daarnaast heb je de vloeistofgekoelde auto's. En met een beetje mazzel heb je een slimme accu,  die zorgt dus dat er tijdens het laden gekoeld wordt. Er zijn overigens ook auto's die voordat ze weten dat ze geladen gaan worden, bijvoorbeeld op basis van navigatiesysteem. Ze brengen anticiperend al de accu op temperatuur. Dan begin je bijvoorbeeld met een langzamere start van de laadsnelheid. Dat kun je wel langer vasthouden en dan krijg je uiteindelijk die accu eerder vol door een betere laadsnelheid. 

Sneller laden met grotere elektroden

Je kunt ook het oppervlak van de elektrodes groter maken, want want hoe groter die is, hoe meer plekken er zijn om te kunnen combineren. Stel dus voor dat als je een groot vliegtuig met meer bagagevakken hebt en in het midden ook extra bagagevakken. Dan duurt het langer voordat je zo'n groot vliegtuig helemaal vol hebt als je alleen maar lader hebt om onder de 100 km mee te kunnen rijden. Je krijgt wellicht niet meer zo'n hoge piek als je eerste instantie bij die ongecontroleerde accu had, maar je bent in het voordeel als op gegeven moment die gecontroleerde accu nog even doorgaat. Dan kom je op het punt dat je 100 km kunt rijden met de gecontroleerd gekoelde accu terwijl de andere nog even bezig is met laden. Dat zou zo maar twee keer langer kunnen duren.