Opladen tot 100%, is dat echt zo slecht voor de levensduur van een LFP-accu?

Er wordt vaak beweerd dat LFP-accu’s wat meer ‘foolproof’ dan NCM-accu’s zijn. Omdat ze ook goedkoper zijn - en helaas ook een iets geringere energiedichtheid hebben – worden ze steeds vaker in de ‘instapmodellen’ toegepast. Maar er wordt ook beweerd dat het regelmatig tot 100% opladen van de accu van je elektrische auto niet echt goed voor de levensduur is. Uiteraard worden daar verschillende onderzoeken naar gedaan. Zo is er recent een onderzoek naar Lithium-IJzerfosfaat (LFP) accu's gepubliceerd, dat suggereert dat dit ook bij deze accu’s een punt van aandacht is. Maar voordat je in paniek raakt, laten we eens kijken wat dit onderzoek nu precies inhoudt en wat het betekent voor jou als EV-bezitter.

De wetenschap achter deze accudegradatie

LFP-accu's, ook wel bekend als LiFePO4-accu's, zijn een populaire keuze voor elektrische auto's vanwege hun veiligheid, lange levensduur en relatief lage kosten. Maar zoals elke accu, degraderen ze na verloop van tijd, wat betekent dat ze minder energie kunnen opslaan. Het recente onderzoek, gepubliceerd in het Journal of The Electrochemical Society, heeft aangetoond dat het continu opladen van LFP-cellen tot 100% deze degradatie kan versnellen.

Dit komt door chemische reacties die plaatsvinden bij hoge laadtoestanden, zoals beschreven in het onderzoek. Bij een volle accu (100% SoC) is het grafiet in de negatieve elektrode volledig 'gelithieerd', wat betekent dat het verzadigd is met lithium-ionen. Dit gelithieerde grafiet is reactiever met de elektrolyt, de vloeistof die de ionen tussen de elektroden (anode en kathode) transporteert.

Deze verhoogde reactiviteit leidt weer tot de vorming van een solide-elektrolytinterfase (SEI) op het oppervlak van de elektrode. Hoewel de SEI-laag in eerste instantie helpt om de elektrode te beschermen, kan een te dikke laag de prestaties van de accu weer belemmeren. Bovendien kan een hoge SoC ook leiden tot het oplossen en de afzetting van ijzer (Fe) van de positieve elektrode naar de negatieve elektrode. Dat draagt ook bij aan capaciteitsverlies, vooral bij hogere temperaturen, zoals aangetoond in het onderzoek.

(Afbeelding: bron - licentie)

Wat betekent dit voor jouw elektrische auto?

Moeten we ons nu zorgen maken over het regelmatig opladen tot 100%? Niet per se. Het is belangrijk om te onthouden dat het onderzoek is uitgevoerd onder extreme omstandigheden. Daarbij werden de accu's continu ontladen en opgeladen bij de hoogste SoC-limieten en hoge temperaturen. Dit is niet representatief voor het typische gebruik van EV-accu's, die meestal binnen meer gematigde SoC-bereiken en temperaturen werken.

Uiteraard bouwen EV-fabrikanten de nodige veiligheidsmarges in om te voorkomen dat de accu's de kritieke SoC-limieten bereiken die in het onderzoek zijn geïdentificeerd. Zo wordt het opladen in de praktijk vaak beperkt. Hoewel het dashboard zal zeggen dat de accu tot 100% is opgeladen, is dat in feite maar 90-95% van de theoretische capaciteit. Deze ingebouwde beschermingen moeten het risico op snelle degradatie verminderen.

Zo bevorder je de levensduur van de accu

Hoewel je je niet al te veel zorgen hoeft te maken, zijn er wel een paar dingen die je kunt doen om de levensduur van je LFP-accu te optimaliseren. Deze zijn gebaseerd op de inzichten uit het onderzoek:

• Laad niet regelmatig tot 100%: Tenzij je een lange rit voor de boeg hebt, is het beter om de accu niet elke keer tot 100% op te laden. Het onderzoek toont aan dat regelmatig opladen tot 100% de capaciteitsafname versnelt.
• Houd de accu binnen het ideale SoC-bereik: Probeer de accu zoveel mogelijk tussen de 20% en 80% SoC te houden. Dit minimaliseert de stress op de accu en vertraagt de degradatie, zoals blijkt uit de bevindingen van het onderzoek.
• Gebruik snelladen met mate: Snelladen kan handig zijn als je snel weer op weg moet, maar het kan de accu extra belasten. Gebruik het daarom spaarzaam, aangezien hoge temperaturen de accudegradatie kunnen versnellen.
• Houd de accu koel: Hoge temperaturen kunnen de accudegradatie versnellen. Probeer je auto daarom op een koele plek te parkeren, vooral tijdens het opladen. Dit sluit aan bij de bevindingen van het onderzoek dat hoge temperaturen de negatieve effecten van een hoge SoC kunnen versterken.
• Volg de onderhoudsadviezen van de fabrikant op: Raadpleeg de handleiding van je auto voor specifieke tips over het onderhoud van de accu. Fabrikanten hebben vaak specifieke aanbevelingen om de levensduur van de accu te maximaliseren.

LFP-accu’s worden nog steeds beter en beter

LFP-accu's zijn een veelbelovende technologie voor elektrische auto's, en er wordt voortdurend onderzoek gedaan naar manieren om hun levensduur en prestaties te verbeteren. Nieuwe ontwikkelingen, zoals verbeterde elektrolyten en elektrodematerialen, kunnen in de toekomst leiden tot nog duurzamere en efficiëntere LFP-accu's.

Het onderzoek naar accudegradatie bij hoge laadtoestanden werpt natuurlijk een interessant licht op de huidige stand van zaken, maar LFP-accu's zijn volop in ontwikkeling en zullen in de toekomst steeds beter worden. In 2024 zijn er al indrukwekkende doorbraken geweest die de beperkingen van deze technologie verder wegnemen.

Zo introduceerde CATL, een toonaangevende speler in de EV-accumarkt, de Shenxing Plus LFP-accu. Deze accu kan ultrasnel opladen met een snelheid van 4C, waardoor een actieradius van maar liefst 400 kilometer in slechts 10 minuten kan worden toegevoegd. Dit is een enorme verbetering ten opzichte van traditionele LFP-accu's, die bekend stonden om hun wat bescheidenere laadsnelheden. Daarnaast biedt de Shenxing Plus een energiedichtheid van 205 Wh/kg, waarmee hij de kloof met de energiedichte NCM-accu's aanzienlijk verkleint.

Een andere belangrijke verbetering is de betere prestaties van LFP-accu's bij lage temperaturen. De Shenxing Plus-accu behoudt zijn snellaadcapaciteiten zelfs bij temperaturen tot -10°C. Dit maakt LFP-accu's een aantrekkelijke optie voor elektrische auto's, ook in koudere klimaten waar de accuprestaties traditioneel een uitdaging vormden.

De industrie is dus volop bezig met het verbeteren van LFP-technologie. Tijdens de LFP Battery Tech 2024 conferentie werden belangrijke thema's besproken zoals het verhogen van de energiedichtheid, het verbeteren van de temperatuurtolerantie en het verbeteren van recyclingprocessen voor LFP-accu's aan het einde van hun levensduur. Deze collectieve inspanningen zijn cruciaal om de duurzaamheid en kostenefficiëntie van elektrische voertuigen te verbeteren.

Deze ontwikkelingen laten zien dat LFP-accu's een veelbelovende toekomst hebben. Hoewel het onderzoek naar accudegradatie bij hoge laadtoestanden inderdaad een aandachtspunt laat zien, laten de recente ontwikkelingen zien dat LFP-accu's zich ook in een snel tempo ontwikkelen. Met een verbeterde energiedichtheid, snellaadcapaciteiten en temperatuurtolerantie worden ze een steeds aantrekkelijker alternatief voor andere accutechnologieën. Dankzij de voortdurende investeringen in onderzoek en ontwikkeling kunnen we in de toekomst bovendien nog meer verbeteringen verwachten op het gebied van energiedichtheid, laadtijden, levensduur en veiligheid. En dat zorgt er waarschijnlijk weer voor dat LFP-accu's een steeds belangrijkere rol spelen zullen spelen. Ze maken elektrische auto’s niet alleen betaalbaarder, maar ook steeds beter.

Maak je dus niet al te veel zorgen

Hoewel het belangrijk is om bewust te zijn van de invloed van de laadtoestand op de levensduur van je LFP-accu, hoef je je niet al te veel zorgen te maken. Met een paar eenvoudige tips, zoals het vermijden van regelmatig opladen tot 100% en het houden van de accu binnen een optimaal SoC-bereik, kun je ervoor zorgen dat je accu lang meegaat en je nog vele jaren kunt genieten van zorgeloos elektrisch rijden.

Bron van het onderzoek:

• "Influence of State of Charge on the Cycle Life and State of Health of Lithium Iron Phosphate/Graphite Cells", gepubliceerd in het Journal of The Electrochemical Society (2024). Dit onderzoek analyseert hoe de laadtoestand (SoC) de levensduur en gezondheid van lithium-ijzerfosfaat (LFP) accu's beïnvloedt, met name bij hoge SoC-niveaus. (PDF)

Overige bronnen:

• CATL Unveils Shenxing PLUS, Enabling 1,000-km Range and 4C Superfast Charging. (link)
• EVInFocus: “CATL LFP breakthrough poses questions as well as answers”. (link)
• LFP Battery Tech 2024 Conference Overview. (link)