Batterijen worden in enorm veel apparaten gebruikt. Tegelijkertijd zijn er veel onduidelijkheden over. Wat voor batterijen zijn er? Hoe gebruik je ze zo optimaal mogelijk, zodat je de levensduur maximaliseert? Hoe beperk je de impact op het milieu?
Gertjan Groen
 |
 |
| Over het gebruik van batterijen en laders bestaan veel vooroordelen |
Schematische werking van een batterij, zoals Lithium-ion |
Batterijen of accu’s zitten in steeds meer apparaten. Batterijen of accu’s zitten in steeds meer apparaten. Denk aan je smartphone, tablet en laptop, elektrische fiets of auto, speelgoed voor de kinderen, digitale camera, gereedschap, gehoorapparaten, drones en zo kunnen we nog even doorgaan. Uiteraard heeft stroom uit het stopcontact de voorkeur: het is ongeveer duizend keer goedkoper en veel milieuvriendelijker dan stroom uit een batterij. Maar in veel apparaten kun je nu eenmaal niet zonder. Een oplaadbare batterij is uiteraard beter dan een wegwerpbatterij en heb je na zo’n zes keer opladen al terugverdiend. Bij accu’s kun je zelf de levensduur bevorderen door er goed mee om te gaan. Er bestaan echter veel vooroordelen over. Bijvoorbeeld hoe (vaak) en hoe vol je accu’s moet opladen, of je ze snel mag opladen of beter langzaam, en op welke andere manieren je de impact op het milieu kunt beperken. In dit artikel helpen we je op weg.
ZO WERKT EEN BATTERIJ
In een batterij worden twee metalen gebruikt, de zogenoemde elektrodes, waarbij het ene metaal veel edeler is dan het andere. Deze metalen worden ondergedompeld in een zout of zuuroplossing, een zogeheten elektrolyt. Een chemische reactie zorgt dat aan de negatieve pool (ook wel anode genoemd) elektronen worden vrijgemaakt, terwijl aan de positieve pool (kathode) elektronen juist gebonden worden. Door het verschil aan elektronen ontstaat een spanning. Zodra het circuit wordt gesloten, bijvoorbeeld door het aansluiten van een lamp, zal een stroom negatief geladen elektronen op gang komen. Tegelijkertijd bewegen positief geladen deeltjes, ofwel ionen, door het elektrolyt heen. Als de ionen op zijn, is de batterij leeg. Bij het opladen wordt dit proces omgekeerd. Opladen kan niet oneindig, omdat de chemische reacties voor afbraak zorgen. Daardoor werken de elektrodes, maar ook het elektrolyt steeds minder effectief. slim te laden, zodat de accu langer meegaat. Liever dan te wachten tot die helemaal leeg is, probeer je het energiepeil tussen 30 en 90 procent te houden. Tot slot draag je ook zorg voor je toestel en bescherm je het bij voorkeur met een stevig hoesje.
Batterijen veilig opbergenDe capaciteit van een batterij daalt als hij niet wordt gebruikt. Dit verlies aan capaciteit is groter bij hogere Bewaar batterijen op een koele plek met idealiter 50 procent lading |
temperaturen. Wil je het capaciteits-verlies zoveel mogelijk beperken, berg de batterijen dan op in een koele ruimte (tot 25 graden). Het is belangrijk dat batterijen zijn opgeladen voordat je ze opbergt, maar niet verder dan 80 procent. Zo’n 50 procent is ideaal. SOORTEN BATTERIJEN
Als we het over batterijen of accu’s hebben, gaat het meestal om lithiumion. De samenstelling van de anode en kathode kan evengoed wel verschillen en daar vinden ook de meeste ontwikkelingen plaats om de eigenschappen te verbeteren. Dan kun je denken aan bijvoorbeeld de laadsnelheid, energiedichtheid, het gewicht en de levensduur. Maar ook veiligheid, zoals het risico op oververhitting, en het gedrag bij lage temperaturen, zoals vrieskou. Natuurlijk wordt ook gestreefd naar een meer duurzame productie. Zo wordt in de kathode bijvoorbeeld geprobeerd om het gehalte aan ‘stabiliserende’ kobalt te beperken, vanwege misstanden bij de productie in het Afrikaanse Congo. Kijkend naar de ontwikkelingen, betekenen de meeste innovaties een hogere laadsnelheid en levensduur. De energiedichtheid blijkt een grotere uitdaging. Het gevolg is uiteraard dat je batterijen wel veel sneller op kunt laden, maar niet langer op één batterijlading kunt laten werken. Een andere uitdaging is de weg van prototype naar massaproductie.
 |
| De opmars van elektrische auto’s stuwt de ontwikkeling van nieuwe batterijtypen |
ALTERNATIEVEN VOOR LITHIUM
Bij veel ontwikkelingen vormt lithium nog de basis. Het heeft gunstige eigenschappen die lastig zijn te vervangen. Wel wordt geëxperimenteerd met alternatieven zoals natrium, calcium en magnesium. Ook werkt een Australisch bedrijf aan een aluminiumion batterij als potentiële opvolger voor lithiumion. De oplaadsnelheid zou opmerkelijk veel hoger liggen, zo’n zestig keer, en de levensduur tot drie keer hoger. Dat komt omdat de degradatie zeer beperkt blijft. Bovendien is oververhitting niet mogelijk, één van de problemen bij lithiumion. Het biedt ook milieuvoordelen. De grondstof aluminium is veel beter beschikbaar en het winnen ervan is minder belastend voor het milieu. We verwachten dat de ontwikkeling van nieuwe batterijtypen in een stroomversnelling gaat komen door elektrische auto’s. De accu is daarin immers het grootste, zwaarste en duurste onderdeel, terwijl duurzaamheid een steeds belangrijker thema wordt.
Recyclen van batterijen belangrijkAls batterijen niet worden ingezameld en xgerecycled, belanden ze als restafval in de prullenbak of op straat. Dit zwerfafval wordt vaak verbrand. Bij batterijen heeft dit desastreuze gevolgen voor het milieu vanwege de giftige Recyclen van batterijen is van groot belang |
stoffen die erin zitten. Breng ze daarom naar de inzamelbakken in de winkel of supermarkt. Dat geldt ook voor mini-batterijen zoals knoopcellen en apparaten waar batterijen in vastzitten. De meeste materialen in batterijen kunnen goed gerecycled worden!SNELLER LADEN?
Het gebruik van een snelle lader kan, maar heeft wel een klein negatief effect. Zulke laders werken met een hogere spanning, wat zoals net al aan gegeven niet ideaal is. Bovendien werken ze minder efficiënt, waardoor meer warmte wordt geproduceerd, wat ook niet gunstig is voor de levensduur van de batterij. Nieuwere types batterijen kunnen er wel beter tegen. Dat is ook met het oog op elektrische auto’s belangrijk, opdat je na een kopje koffie weer snel met volle lading verder kunt. Voor draadloze laders geldt eigenlijk hetzelfde als voor snelle laders: er wordt door de inefficiënte van zulke laders meer warmte geproduceerd. Overigens vormt opladen bij heel lage temperaturen (onder het vriespunt) ook een risico, omdat dan interne beschadigingen optreden. Idealiter moet een batterij dus niet te leeg maar ook niet te vol zijn, op een normale snelheid en onder normale omstandigheden worden opgeladen en gebruikt. Voor het (langere tijd) opbergen van een batterij gelden overigens weer iets andere regels (zie het eerste kader hierboven).
 |
BATTERIJEN VERVANGEN
De levensduur van lithiumion batterijen is over het algemeen zo’n drie tot vijf jaar. Dat betekent niet dat ze daarna niet meer werken, maar de capaciteit begint wel duidelijk terug te lopen. De meeste batterijen kun je gelukkig zelf vervangen. Voor het milieu is het uiteraard beter als je een batterij vervangt en niet een heel nieuw apparaat koopt. Een probleem is wel dat vervangende batterijen vaak duur zijn en lastig te verkrijgen. Toch zal een speurtocht op internet je vaak wel verder moeten brengen. Breng in elk geval de oude batterijen netjes weg voor recycling (zie kader). Of voer het hele apparaat af, als vervanging van de batterij geen optie is of heel lastig, zoals bij recente smartphones en tablets. Veel (meer) grondstoffen in deze apparaten kunnen namelijk worden hergebruikt.
