De chemie achter capaciteitsverlies van lithium-ionaccu's

Lithium-ionaccu's verliezen onvermijdelijk capaciteit door chemische processen die optreden tijdens laden en ontladen. De vorming van de SEI-laag en lithiumplating zijn de belangrijkste oorzaken. In dit artikel leggen we de chemie helder uit.

De SEI-laag: onvermijdelijk maar beheersbaar

Bij de eerste laadbeurten reageert het elektrolyt met het grafiet van de negatieve elektrode, waardoor een vaste laag ontstaat: de Solid Electrolyte Interphase (SEI). Deze laag is gunstig omdat hij verdere reacties blokkeert, maar hij verbruikt wel lithium-ionen. Na verloop van tijd kan de SEI-laag barsten of dikker worden, waardoor meer lithium wordt vastgelegd en de capaciteit afneemt. Dit proces versnelt bij hoge temperaturen en bij snel laden. Een EV-accu verliest doorgaans 2–3% capaciteit in het eerste jaar, daarna minder.

Lithiumplating: het gevaar van snel laden bij kou

Wanneer je bij temperaturen onder 10°C snel laadt, kunnen lithium-ionen zich op het grafiet als metaal afzetten in plaats van erin te intercaleren. Dit fenomeen heet lithiumplating. Het leidt niet alleen tot capaciteitsverlies, maar kan op den duur ook interne kortsluiting veroorzaken. Moderne batterijmanagementsystemen (BMS) proberen dit te voorkomen door het laadvermogen te beperken bij lage temperaturen. Toch kun je zelf bijdragen door bij koud weer niet direct na een koude rit te snelladen.

Andere verouderingsprocessen: temperatuur en laadniveau

Naast SEI-vorming en lithiumplating spelen ook elektrode-afbraak en elektrolytdegradatie een rol. Hoge temperaturen (boven 40°C) versnellen al deze processen. Een accu die constant op 100% wordt geladen of tot 0% wordt ontladen, lijdt extra. Een laadniveau tussen 20% en 80% is het vriendelijkst. Ook hoge laadsnellheden (350 kW) zorgen voor extra belasting. Uit praktijktests blijkt dat een EV die alleen thuis met 11 kW laadt, na 100.000 km nog circa 95% capaciteit over heeft, terwijl een exemplaar dat vaak snellaadt op circa 90% zit.

Hoe je veroudering kunt vertragen

• Laad thuis of op werk met wisselstroom tot 80%, en alleen af en toe tot 100% voor een lange rit.
• Vermijd snelladen bij temperaturen onder 10°C; gebruik de voorverwarming als die optie er is.
• Parkeer je EV in de zomer in de schaduw of garage, zodat de accu niet boven de 35°C komt.
• Gebruik de laadlimiet in de auto (bijv. op 80%) als je dagelijks weinig kilometers rijdt.

Met deze gewoonten kan een EV-accu zonder problemen 15 jaar of 300.000 km meegaan, met een capaciteit van circa 80% van de oorspronkelijke waarde.

Veelgestelde vragen

Is het erg als ik de accu af en toe tot 100% laad?

Nee, incidenteel is het prima, bijvoorbeeld voor een lange reis. Maar als je hem dagelijks op 100% houdt, versnelt dat de veroudering. Een limiet van 80% is voor dagelijks gebruik beter.

Kan ik de gezondheid van mijn accu zelf controleren?

Ja, de meeste EV's tonen de 'batterijgezondheid' via het menu of een app. Ook zijn er OBD-dongles die de SOH (State of Health) weergeven. Zo weet je precies hoeveel capaciteit er nog over is.