Degradatie: waarom verliest een thuisbatterij capaciteit?
Een thuisbatterij gaat niet eeuwig mee. Na verloop van tijd neemt de capaciteit af. Dat proces is bij elke lithium-ion batterij onvermijdelijk. Maar hoe snel dat gaat en wat je er zelf aan kunt doen, verschilt per systeem en per gebruik.
Wat is degradatie?
Degradatie is het geleidelijke verlies van capaciteit dat optreedt naarmate een batterij ouder wordt en meer laadcycli heeft doorlopen. Een batterij die na twee jaar nog maar 90 procent van zijn oorspronkelijke capaciteit heeft, heeft 10 procent verloren.
Die achteruitgang is een natuurlijk gevolg van de chemische processen die zich herhalen bij elke laad- en ontlaadcyclus. De elektrodenmaterialen slijten langzaam, de elektrolyt breekt af en de interne weerstand neemt toe. Dat alles draagt bij aan een lagere bruikbare capaciteit over tijd.
Waardoor versnelt dit proces?
Niet alle achteruitgang is onvermijdelijk. Een groot deel wordt bepaald door hoe een batterij wordt gebruikt en opgeslagen.
Diepe ontlading versnelt de slijtage van de elektrodenmaterialen. Structureel laden tot 100 procent en ontladen tot 0 procent belast de cellen meer dan laden tussen 20 en 80 procent. Dat is ook de reden waarom fabrikanten een aanbevolen depth of discharge hanteren. Meer over depth of discharge lees je in het artikel over depth of discharge.
Hoge temperaturen versnellen de chemische veroudering van de cellen. Een batterij die structureel in een warme omgeving staat gaat sneller achteruit dan een batterij op kamertemperatuur. Meer over hoe temperatuur de prestaties beïnvloedt lees je in het artikel over thermal loss.
Hoge laadsnelheden, ook wel uitgedrukt als een hoge C-rate, belasten de cellen meer dan langzaam laden. Wie een batterij structureel op maximaal vermogen laadt en ontlaadt, ziet de capaciteit sneller achteruitgaan.
Hoe lang gaat een thuisbatterij mee?
Fabrikanten geven een garantie op het aantal laadcycli voordat de capaciteit onder een bepaald niveau zakt, meestal 70 of 80 procent van de oorspronkelijke capaciteit.
Bij LFP systemen liggen die garanties hoog. Kwalitatieve systemen garanderen meer dan 6000 laadcycli. Sommige fabrikanten adverteren zelfs met 10.000 cycli. Bij één cyclus per dag komt dat neer op respectievelijk ruim 16 en 27 jaar. Die levensduur maakt LFP bij uitstek geschikt voor dagelijks gebruik.
Naast cyclische slijtage bestaat er ook kalenderveroudering. Dat is de achteruitgang die optreedt door de tijd zelf, ongeacht het aantal laadcycli. Een batterij die weinig wordt gebruikt gaat toch langzaam achteruit door chemische processen die doorgaan zolang de batterij bestaat. Meer over het verschil lees je in het artikel over kalenderveroudering vs cyclische veroudering.
Hoe beperk je capaciteitsverlies?
Een aantal maatregelen helpt om de levensduur van een thuisbatterij te verlengen.
Stel de depth of discharge niet structureel in op 100 procent, tenzij de fabrikant dat expliciet ondersteunt zoals bij LFP systemen. Zorg dat de batterij niet structureel in extreme temperaturen staat. Vermijd indien mogelijk het structureel laden op maximaal vermogen. En controleer regelmatig de state of health van het systeem via de app van de fabrikant.
Meer over hoe LFP cellen omgaan met diepe ontlading lees je in het artikel over LFP. En voor wie wil begrijpen hoe de bruikbare capaciteit verandert over de levensduur lees je dat in het artikel over bruikbare capaciteit.