Waarom presteert een accu in de kou minder?

Het gaat hier over de basics van het gedrag van de accu in de kou. Je weet dat als het kouder wordt de prestaties van accu’s veranderen. Dat is al zo met een ouderwetse loodaccu om te starten. Dat geeft in de winter vaker problemen dan in de zomer. En bij elektrische auto’s is het bekend dat als het koud is de actieradius een stuk kleiner wordt.

Meerdere oorzaken bij elektrische auto’s

Dat bij een elektrische auto die actieradius minder wordt, heeft meerdere oorzaken. Belangrijk is natuurlijk dat de verwarming aan moet en dat kost energie. Zeker als een auto ‘s nachts niet aan de stekker heeft geladen, is er eventjes heel veel energie nodig om de auto op te warmen. Vergis je niet: het is bijna net zo veel energie of vermogen als nodig is voor de aandrijving van die auto. Als het tegenzit, is er dus kans dat de actieradius halveert.

Processen in de accu

In die accu gebeurt er ook het één en ander als het koud is. Stel de accu voor als een bak met vloeistof en separatie. Daarin zit een elektrode, de minpool, en aan de andere kant zie je de pluspool. Tussen de twee elektroden komt een aansluiting voor elektriciteitsverbruikers. Dat kan een lampje zijn, maar ook een motor.

De negatieve elektrode is opgebouwd uit koolstof, terwijl de pluspool vaak uit kobaltoxide bestaat. Het kan iets anders zijn, maar bij een lithium-ionbatterij is dat vaak het geval. Op die elektrodes zit lithium. Zodra de stroom gaat lopen, gaat er een elektron los van de koolstof. Die gaat via het elektriciteitsnet naar de pluspool. Dan houd je dus koolstof over met een losse lithiummolecuul, die gaat splitsen. Dat wordt een lithium met een pluslading en een negatief elektron. Die gaat via het elektriciteitsnet en de verbruiker naar de andere kant, dus de pluspool. Intussen gaat ook de lithium door de vloeistof, gel of vaste structuur van de accu naar de pluspool. Dit is wat er in de accu gebeurt als er elektriciteit wordt verbruikt. Als we de accu opladen, gaat het de andere kant uit.

Hoe werkt de accu in de kou?

Dat werkt prima op kamertemperatuur, maar dat is niet altijd het geval. Als de temperatuur daalt, kan de capaciteit bij -30 graden helemaal naar nul gaan. Bij die temperatuur gaat alles trager en de ionen splitsen dan moeilijker af van de koolstof en laten lastiger elektronen vrij. Daardoor neemt de stroom af en daarmee het vermogen. Tegelijkertijd zie je dat de inwendige weerstand van de accucellen groter wordt. De vloeistof of gel wordt bij wijze van spreken stroperiger. Op een gegeven moment is de weerstand dusdanig dat de elektronen er niet meer uit willen. Daardoor kan de accu bij pakweg -40 graden nauwelijks nog energie leveren.

Je moet je de accu dus op temperatuur houden. Dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Als je hem aan de lader hebt liggen, wordt normaal gesproken de accu gekoeld door een koelcircuit. Je kunt dat ook gebruiken om de accu in de kou op te warmen, zodat het opladen beter gaat.

Het is overigens niet zo dat de accu leeg is als je die in de kou hebt staan en er bij -40 graden niets meer uit komt. Het is niet zo dat je alle energie die je erin hebt gepompt kwijt bent. Als hij op temperatuur komt, komt er ook weer leven in, want de lithium zit nog gewoon op zijn plaats en die gaat dan weer rustig van de koolstof af naar de pluspool. In de kou gaat dat dus langzamer.