Studie: hoelang gaat de batterij van een elektrische auto mee?
Batterijen van elektrische auto’s krijgen vaak kritiek omdat het rijbereik of de levensduur niet lang genoeg zijn. Maar hoe zit dat in de realiteit? Is dit maar een veronderstelling of is er echt meer aan de hand? Een onderzoek bij 15.000 wagens geeft enkele antwoorden.
Het is en blijft een gevoelig onderwerp. De batterijen in elektrische auto’s vormen namelijk het hart van de auto’s van morgen. Ze leveren het vermogen, creëren het rijbereik en bepalen de tijd die je verliest aan het laadpunt. Bovendien zijn ze het duurste technische onderdeel van de auto: tussen 40 en 70 procent van de totale prijs van een elektrische auto.
Om maar te zeggen dat (zowel de huidige als de toekomstige) eigenaars zich regelmatig ongerust maken over de levensduur van de batterij in hun elektrische auto. In sommige gevallen wordt het zelfs een obsessie.
Degradatie? Ja, maar…
Het lijkt onvermijdelijk dat batterijen na verloop van tijd degraderen, dat valt niet te ontkennen. De batterijen in onze smartphones bewijzen dat ook. Toch bestaan er ook veel vooroordelen en misvattingen over batterijen die de transitie naar elektrische auto’s om de verkeerde redenen afremmen.
Zo’n vooroordeel is bijvoorbeeld dat de batterij in een elektrische auto een ‘wegwerpproduct’ is en niet lang meegaat. Sommige mensen denken zelfs dat het batterijpakket na vijf jaar aan vervanging toe is, wat de aankoop van een tweedehands elektrische auto natuurlijk bemoeilijkt.
Maar dit klopt niet echt, zo werd recent nog aangetoond door Recurrent Auto, een Amerikaanse organisatie die gegevens uitwisselt met fabrikanten om de levensduur van batterijen van elektrische auto’s te analyseren. De organisatie verzamelde gegevens over meer dan 15.000 elektrische wagens die tussen 2021 en 2023 ingeschreven werden. De resultaten zijn op zijn zachtst gezegd interessant.
Zeldzame vervanging
Om de geruchten de kop in te drukken, wijst Recurrent Auto erop dat batterijen alleen in uitzonderlijke gevallen vervangen moeten worden. Het gaat maar om ongeveer 1,5 procent van de batterijen en dan moet je er nog rekening mee houden dat de overgrote meerderheid van deze problemen veroorzaakt wordt door oudere elektrische auto’s van vóór 2015. De getroffen modellen zijn vooral de pioniers in het genre, zoals de Tesla Model S of de Nissan Leaf. Bij deze auto’s ligt het vervangingspercentage tussen de 3,5 en 8,5 procent. Zijn dat hoge aantallen? Nee, want er werd de afgelopen tien jaar enorm veel vooruitgang geboekt qua batterijontwerp en -management.
De batterijpakketten hoeven dus zelden vervangen te worden. Wat wel klopt, is dat het rijbereik met de jaren daalt. En dat is een nadeel waar eigenaars mee moeten leven. Dit gezegd zijnde, zijn er verschillende soorten degradatie te onderscheiden en is het mogelijk om dit onder controle te houden.
Degradatie door veroudering
Het eerste type is degradatie door veroudering, een chemisch fenomeen waar simpelweg niets aan te doen is. Na verloop van tijd raken de cellen beschadigd en daalt hun capaciteit. Dit is onvermijdelijk, zelfs als de elektrische auto niet rijdt. Vergelijk het met een autoband die toch verslijt, zelfs al staat de auto stil.
Deze degradatie gebeurt continu, stelt Recurrent Auto in zijn analyse, ongeacht hoe de bestuurder de auto gebruikt. De degradatie is meer uitgesproken in het begin van de levensduur van de batterij, waarna de curve afvlakt om zich na enkele jaren te stabiliseren rond 80 procent van de oorspronkelijke capaciteit.
Volgens meerdere bronnen en gebruikers, zoals Bob Jouy, een Fransman die zeer actief is op Twitter en geciteerd wordt door Frandroid, is de degradatie meer uitgesproken tijdens de eerste 30.000 kilometer, maar vlakt de curve daarna af.
Welke andere vormen van degradatie?
Natuurlijk moet je ook rekening houden met andere vormen van degradatie die afhangen van de rijomstandigheden en het gebruik in de praktijk. Volgens Recurrent Auto zijn de factoren die de degradatie vergroten diegene die de chemische en fysische reacties versnellen.
Hiertoe behoort warmte, die een katalysator is voor chemische reacties in de batterij. Warmte zorgt er namelijk voor dat de metalen in de kathode oplossen in de elektrolyt en sneller onbruikbaar worden. Daarnaast kan warmte ook de lay-out van de atomen in de kathode veranderen, wat kan leiden tot capaciteitsverlies, een hogere weerstand of allebei. Tot slot kan warmte de bindmiddelen aantasten die de onderdelen bij elkaar houden, wat het lithium kan blokkeren of de anode of kathode kan beschadigen.
Altijd extreem veel of weinig laden
Het is algemeen bekend dat de laadtoestand van de batterij (of het percentage) ook een bepalende factor is voor de degradatie. Bij een volledig opgeladen batterij is de potentiële energie groter. Dit leidt ook tot een grotere instabiliteit, omdat het lithium zeer reactief wordt. Deze instabiliteit kan nevenreacties veroorzaken, waarbij in extreme gevallen ‘plating’ van lithium optreedt: het lithium wordt afgezet op de anode in plaats van zich te verplaatsen tussen de koolstoflagen. Als gevolg daarvan verhindert deze laag dat andere lithiumionen de anode of kathode binnendringen. Dit vermindert op zijn beurt het vermogen.
Omgekeerd veroorzaakt een batterij die te weinig opgeladen is gelijkaardige reacties. Daarom raden we sterk aan om altijd te laden tussen 20 en 80 procent van de capaciteit, de zone met de beste batterijstabiliteit.
Temperatuur en snelladen
Een andere factor die Recurrent Auto benadrukt zijn lage temperaturen, waardoor het lithium minder vlot kan bewegen in de anode, kathode en elektrolyt. Het is precies om deze reden dat fabrikanten voorverwarmingssystemen voor batterijpakketten aanbieden.
Snelladen zet de cellen dan weer onder hogere spanning. En hoe hoger de spanning, hoe groter de kracht die wordt uitgeoefend op de elektronen en ionen die heen en weer pendelen tussen de kathode en de anode. Ook hierdoor kan er ‘plating’ optreden, vooral bij zeer lage temperaturen. Het is een beetje alsof je een hardloper forceert om harder te lopen dan hij eigenlijk kan. Hij zal sneller moe worden. En de batterij ook. Als je het zo stelt, lijken deze verklaringen beangstigend. Maar er is geen reden tot paniek en je moet de zaken juist interpreteren: door te weten hoe het proces werkt, kun je correct handelen.
Hoelang gaan ze mee?
Volgens Recurrent Auto zijn de huidige batterijen voor elektrische auto’s ontworpen om minstens 1.000 oplaadcycli mee te gaan, oftewel 150.000 mijl (of 240.000 km). Dat is behoorlijk veel en door oordeelkundig gebruik kun je dit gemiddelde natuurlijk nog optimaliseren.
Constructeurs geven doorgaans een batterijgarantie van acht jaar of bijna 160.000 km. Ze beweren vaak dat batterijen van elektrische auto’s vijftien tot twintig jaar meegaan. Klopt dat wel? “Dat is niet zeker”, zegt Recurrent Auto, dat toegeeft dat er nog veel onzekerheid is, zelfs na het onderzoek met 15.000 wagens. Maar er is in ieder geval een beetje goed nieuws volgens de experten: het zeer verfijnde en nauwkeurige beheer van batterijen van elektrische auto’s, dat om het even welk ander toestel overtreft.
Verschillende gebruikers – en ook Tesla zelf, dat onlangs rapporteerde over de levensduur van zijn batterijen – geven aan dat de meeste batterijen na meer dan 300.000 km nog altijd meer dan 80 procent van hun capaciteit hebben. Je hoeft je dus geen zorgen te maken: de batterij gaat waarschijnlijk langer mee dan de auto zelf.
Bron www.gocar.be