Een volle batterij lijkt op het eerste gezicht in orde. De spanning klopt, de multimeter geeft een mooi getal. Toch kan die batterij al voor de helft versleten zijn. Voltage alleen zegt namelijk weinig over de echte gezondheid van een accu. Dat komt door het fenomeen van schijnspanning. Een batterij kan vol lijken, maar zodra je er stroom uit trekt, zakt de spanning meteen in. De enige manier om de werkelijke capaciteit te kennen, is door de batterij gecontroleerd te laden en ontladen. Dit heet cycle testing, en het geeft je een eerlijk beeld van de State of Health (SoH).
Wat meet je tijdens een cyclus?
Tijdens een cyclus meet je hoeveel energie een batterij werkelijk kan leveren. Dat doe je in ampère-uur (Ah) of wattuur (Wh). Ampère-uur geeft de hoeveelheid stroom over tijd, wattuur kijkt naar het vermogen. Beide waarden zeggen iets over de capaciteit. Daarnaast meet je de interne weerstand. Hoe hoger die is, hoe meer warmte de batterij produceert en hoe sneller de spanning daalt. Ook de ontlaadcurve is belangrijk. Dat is de grafiek die laat zien hoe de spanning afneemt terwijl de batterij leger raakt. Een gezonde batterij heeft een stabiele curve, een versleten exemplaar zakt snel weg.
Het testproces in stappen
Het testen begint met een volledige lading. Laad de batterij volgens de specificaties van de fabrikant. Voor lithium-ion gebruik je vaak de CC/CV methode: constant current gevolgd door constant voltage. Daarna laat je de batterij even rusten. De chemische processen in de cellen moeten stabiliseren voordat je verder gaat. Vervolgens ontlaad je de batterij met een constante stroom, ook wel constant current (CC) genoemd. Dit geeft betrouwbare data. Meet de tijd en vermenigvuldig deze met de stroom om de capaciteit te berekenen. De formule is: C = I × t, waarbij C de capaciteit in Ah is, I de stroom in ampère en t de tijd in uren. Tot slot vergelijk je de gemeten waarde met de originele specificatie. Als er een groot verschil is, weet je dat de batterij aan vervanging toe is. Leer meer over battery cycler bij ST Instruments. Dan vind je daar professionele tools voor nauwkeurige metingen.
Benodigde apparatuur
Voor eenvoudige tests kun je werken met slimme laders zoals de Imax B6. Die hebben ingebouwde functies voor laden en ontladen. Voor meer gedetailleerde data heb je een elektronische belasting (electronic load) nodig. Die kan dataloggen en laat precies zien wat er gebeurt tijdens het ontladen. Vergeet de veiligheid niet. Temperatuursensoren helpen om oververhitting te voorkomen. Brandvrije zakken, ook wel LiPo bags genoemd, zijn essentieel bij lithium batterijen.
Veiligheid boven alles
Ontlaad een batterij nooit onder het cut-off voltage. Dat is de spanning waarbij je moet stoppen. Bij lithium-ion is dat meestal rond de 3,0 volt per cel. Dieper ontladen beschadigt de batterij permanent. Let ook op warmteontwikkeling. Zorg voor ventilatie en houd toezicht tijdens het testen. Zie je een gezwollen batterij? Stop direct. Dat is een teken van gasvorming en kan gevaarlijk zijn. Bewaar zo’n batterij in een brandvrije omgeving en gooi hem verantwoord weg.
