Gemiddelde tijd voor opladen: 4 uur voor een Opel Ampera, 7 uur voor een Nissan Leaf en 3 uur voor een Renault Twizy. Dat komt door de techniek van opladen. Batterijen worden van buiten naar binnen opgeladen. Hoe dikker de batterij en hoe groter de batterij, hoe langer het laden duurt.

Een li-ion-batterij. 1: li-ioncellen, 2: cellen in een koelmodule, 3: batterijmanagement en aansluiting voor hoogspanning.

Bij snelladen wordt de batterij met een hoger voltage en een hogere spanning van de elektriciteit geladen. Daarmee is een elektrische auto soms al in 30 minuten voor 80% opgeladen. De laatste 20% kan alleen met gewoon laden: als een batterij voller raakt, neemt de snelheid van het laden af. Als de batterij bijna helemaal vol zit, gaat het laden nog heel langzaam. Dat laatste heet druppelladen en is dus nauwelijks snelladen te noemen!

De techniek voor snelladen is anders: bij normaal laden zit de lader in de auto, bij snelladen zit deze buiten de auto, in de laadpaal. Dat komt mede doordat een snellader relatief duur is en op deze manier voor meerdere auto’s gebruikt kan worden. Om te kunnen snelladen, moet de auto een extra stukje techniek bevatten: de zogenoemde ChaDeMo-standaard. Het is een woordspeling op het Japanse ‘O cha demo ikaga desuka’, wat ongeveer betekent ‘laten we een thee nemen terwijl we laden’. Het is de industrie-standaard voor snelladen geworden.

Kan dat laden ook sneller?

In de toekomst zou dat misschien sneller kunnen: wetenschappers van het Zuid-Koreaanse Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) deden onderzoek voor een lithium-ion batterij die 120 keer sneller dan normaal kan opladen. Dat zou de oplaadtijd van uren naar minuten kunnen halen. Bij deze techniek dompelen de wetenschappers een standaard lithiumbatterij onder in een mengsel met grafiet [een vorm van koolstof; een goede elektrische geleider]. Door deze carbonisatie wordt de grafiet een netwerk van geleidende sporen, die door de batterij lopen. Daardoor kunnen alle delen van de batterij tegelijk worden opgeladen, in plaats van buiten naar binnen.

Onzekerheid over levensduur batterij

Naarmate een batterij vaker is opgeladen, verliest deze capaciteit. De gemiddelde garantietermijn voor de batterijen ligt rond de 5 tot 8 jaar of 100.000 tot 160.000 kilometer. Maar hoe goed blijven de batterijen dan werken?

Autofabrikanten als Renault zijn daar mee bezig. Zo huur je als eigenaar van een Renault Twizy de batterijen van Renault. Daarmee komen onzekerheden over de levensduur van de batterij geheel bij de autofabrikant, in plaats van bij de eigenaar. "De werking van batterijen neemt in de loop van de tijd af. Als de batterij niet meer goed werkt, gaat deze terug naar Renault. De eigenaar van de Twizy krijgt dan een nieuwe batterij te huur. Zo heeft een eigenaar de zekerheid dat de batterij naar behoren blijft werken", vertelt Kleijn. "Ook maakt Renault de levenscyclus van de batterij rond. Als deze over een jaar of acht minder goed werkt, gaat de batterij terug naar de fabriek van Renault. Daar wordt hij getest en hergebruikt."

‘Denk het omgekeerde’

De batterijen in elektrische auto’s worden nu gebruikt om mee te rijden. Maar er zijn ook andere mogelijkheden voor gebruik van de stroom. Na de aardbeving en tsunami op 11 maart 2011 in Japan viel in veel plaatsen de stroomvoorziening uit. Hybride auto’s deden er vervolgens dienst als noodstroom-voorziening. Toyota en Mitsubishi kijken ernaar hun modellen hiervoor geschikt te maken. Daarvoor moet een schakeling komen die de opgeslagen hoog-voltage gelijkstroom omzet naar een laag-voltage wisselstroom voor gebruik thuis. De Toyota Estima HV wordt in Japan al met een wisselschakeling geleverd. Nissan heeft de ‘LEAF to Home’, een apparaat die de stroom van de batterijen in de Nissan LEAF geschikt kan maken voor gebruik voor elektrische apparaten binnenshuis.

Toyota heeft een ‘voertuig naar huis’ systeem ontwikkeld, waarmee het voertuig (een elektrische of hybride plug-in) en elektrische apparaten in huis stroom kunnen uitwisselen. Dit systeem gaat het bedrijf eind 2012 in 10 huishoudens testen. Met een dergelijke methode is het mogelijk om elektriciteit van zonnepanelen in de auto-batterij op te slaan om de stroom vervolgens ’s avonds of ’s nachts voor elektrische apparaten in huis te gebruiken. Daarmee is de accu meer dan alleen een noodstroom-voorziening, maar is het een onderdeel van het huis. Met een volgeladen batterij en een volle tank benzine (als stroomgenerator) kan een Toyota Prius een huishouden ongeveer voor vier dagen van stroom voorzien (ongeveer 10 kWh per dag).

Een tweede leven

Als de batterij niet meer geschikt is voor de auto, heeft deze vaak nog een restcapaciteit van 70%-80%. Een batterij verliest namelijk altijd delen van de capaciteit door chemische reacties in de batterij, zelfs als deze niet wordt gebruikt. Maar met een restcapaciteit kan de batterij nog wel als opslag worden gebruikt, bijvoorbeeld aan de voet van een windmolen. Zo wordt ook voorkomen dat de batterijen, met daarin veel zeldzame aardmetalen, bij het afval belanden.

Foto Rudy Tiben

Eerder schreef Change Magazine al over het vraagstuk “Wat als de batterij ‘op’ is?”. Voor dat vraagstuk is de stichting DuRAB (Duurzame Recycling van Accu’s en Batterijen) in het leven geroepen. Hierin werken onder meer TU Eindhoven, TU Delft, Auto Recycling Nederland (ARN), KEMA, producent Exide en recyclebedrijf Van Peperzeel samen. DuRAB onderzoekt hoe kostbare metalen zoveel mogelijk herwonnen kunnen worden en welke mogelijke toepassingen er zijn voor tweedehands accu's. Lees meer over dit vraagstuk in het artikel “Wat gebeurt er als de batterij ‘op’ is?”.