De ontwikkelingen
op accu-gebied gaan snel en dat moet ook wel want we moeten per slot van rekening in 2030 van het gas af en in 2050 moeten de fossiele brandstoffen zoals benzine en diesel geheel uitgebannen zijn. Vanaf die datum rijden we of op H2 of elektrisch. De industrie is dus naarstig op zoek naar een manier om elektrische energie probleemloos op te slaan en lege accu’s weer razendsnel te laden. De ontwikkeling van de Lithium batterij/accu is daar een voorbeeld van. Nu hadden deze accu’s één heel groot nadeel: er was elektronica nodig om het laadproces niet uit de hand te laten lopen en daarmee waren deze accu’s inherent onveilig. De LiFePO4-accu bracht daarin wel verbetering en deze lithium-variant was tot voor kort de ‘veiligste’ onder de Lithium-accu’s want de kans op een zelfontbranding was heel klein geworden. Daarin is nu, met de ontwikkeling van de Lithium-Titanium-Oxide, de LiTO of LTO een volgende stap gezet.
Economisch een heel slecht produkt
Helaas is de LiTO (Li4Ti5O12) economisch gezien een heel slecht produkt: met een geprognostiseerd aantal LifeCycles van meer dan 30.000 (tien maal zoveel als een LiFePO4-accu) en dus een levensverwachting van 90 mensjaar(!!) zal een accu-boer deze accu’s niet snel gaan uitleveren; het betekent immers dat hij zijn klanten zijn leven lang niet meer terug zal zien!
Naast deze levensverwachting hebben ze nog een aantal andere voordelen: ze zijn lichter dan LiFePO4-accu’s, ze kunnen ook tot ver onder nul (-65⁰C) gebruikt worden, hebben zeer grote laad- en ontlaadstromen (10C; gelijk dus aan een ontlaadstroom waarmee je in 6 minuten de accu leeg trekt!!), hebben een enorm kleine interne weerstand, waardoor ze ook niet warm worden bij het laden (zoals bij LlFePO4 dat het grootste nadeel is).
Zeer kleine interne weerstand
Zoals gemeld heeft de LiTO een zeer kleine interne weerstand. Daardoor heeft deze accu ook een speciale lader nodig: je laadt hem eigenlijk zoals je een condensator zou opladen. Door die zeer lage weerstand presenteert de accu zich als kortsluiting aan de lader die dan ook niet zal gaan laden, tenzij je er een speciaal algoritme voor maakt. En nu komt ook het tweede enorme voordeel om de hoek kijken: je laadt zo’n cel binnen 8 minuten tot 90% op! Dit maakt hem uitermate geschikt om als energiedrager voor elektrische voertuigen te functioneren en dan maakt dan weer dat het economische nadeel (slecht voor de handel!) voor de ontwikkeling van deze accu’s wordt weggenomen. De eerste test-voertuigen van Toyota zijn al met deze accu’s uitgerust.
Geen kans op Thermal Runaway
Door de zeer sterke binding van Titanium met de zuurstofatomen is er geen kans meer op een thermal runaway, een verschijnsel waarbij door zelfontbranding een onblusbare situatie ontstaat. Ook bij fysiek geweld tegen de accu loopt de temperatuur nauwelijks op. Het volledig in elkaar drukken van een accu in een pers leidde in twee minuten tot een maximale verhoging van de inwendige temperatuur met 50⁰C (waarschijnlijk geheel te wijten aan de materiaal vervorming) om daarna weer geleidelijk af te koelen.
Door de gebruikte technologie heeft de anode, bestaande uit Titanium-oxide kristallen een effectieve oppervlakte van ongeveer 100 vierkante meter per gram, vergeleken met 3 vierkante meter per gram voor Ijzerfosfaat, waardoor elektronen snel de anode kunnen binnenkomen en verlaten. Dit maakt snel herladen mogelijk en staat hogere stromen toe.
Een aantal dingen moeten nog wel goed onderzocht worden. We weten nog niet hoe het gedrag zal zijn bij verschillen in de cellen onderling, dat wordt nu uitvoerig getest. Voor die onbalans is er in de LiFePO4-accu het Battery Management System. Of die ook zal moeten worden ingebouwd in de LiTO zal nog moeten blijken. Vooralsnog lijkt het voor de veiligheid niet nodig, misschien wel om de prognose van 30.000 LifeCycli te halen.
Een laatste nadeel: de cellen lopen in spanning iets terug naarmate de ontlading groter is (eenzelfde effect treedt op bij loodzuur-accu’s dus we zijn dat verschijnsel al meer dan 100 jaar gewend), hetgeen bij LiFePO4 nauwelijks het geval is. Dat betekent dat in 12V toepassingen met een gemiddelde celspanning van 2,3V 5 cellen onvoldoende zullen zijn en dus naar 6 celen gegaan zal moeten worden, hetgeen de totale spanning op 13,8 V brengt. Ook dat hoeft geen probleem te zijn: we zijn immers 13,7V als laadspanning voor loodzuur-accu’s gewend en 14,4V-14,7V voor GEL- c.q. AGM-accu’s.
Mijn advies: wil je overschakelen op LiFePO4? Wacht dan nog even (een jaar of twee/drie) tot de LiTO ook voor consumenten beschikbaar komt. Hij zal ongeveer even duur zijn als een LiFePO4, maar biedt vele voordelen meer en dan gaat het slechts om een éénmalige aanschaf!
Oorspronkelijk opgesteld: 13 januari 2021
