sciencetalk

'klazon' schreef:Daar worden beweringen gedaan, maar die worden niet onderbouwd.

De onderbouwing is de reactievergelijking. Daar moeten de aantallen kloppen. De oxidatiereactie in de ene elektrode produceert 1 elektron per afgegeven lithiumion, en de reductiereactie in de andere elektrode consumeert 1 elektron per ontvangen lithiumion.

Als je bij het opladen een triljoen lithiumionen en elektronen naar rechts laat stromen, dan stromen er later bij het ontladen, dat de beginsituatie herstelt, een triljoen lithiumionen en elektronen terug naar links.
   

...er gaan welliswaar precies evenveel electronen in als eruit komen,

klazon schreef: ↑di 31 dec 2013, 16:51
Hier zeg je dus ook: lading in = lading uit. Sorry hoor, maar dat is dus niet zo.

Waar moeten ze anders blijven? Als ik een batterij oplaadt dan is de stroom door anode en kathode gelijk, dus evenveel electronen per seconde. Dat die electronen potentiaal verliezen ten gunste van energie opslag in de accu staat daar verder los van.

Zou dan anders liggen dan zou een een idiote situatie krijgen waarbij een volle batterij een overschot (of voor mijn part een tekort) aan electronen oploopt.

Hoe groot zou het eventuele verschil tussen de mAh-waarde (=\(\int I dt\)) van op- en ontladen in de praktijk zijn? Ik heb het nu maar eens gemeten, met een oplader die de mAh-waarde van op- en ontladen kan meten (voltcraft IPC-1). Resultaat bij een willekeurige oplaadbare batterij: opladen 860 mAh, ontladen 870 mAh, dus een verschil van 1%. Met dat resultaat kan iedereen tevreden zijn: ik omdat het verschil klein is, klazon omdat het niet 0% is.

Dat er meer uit komt dan erin gaat is vrij bijzonder

Maar goed, in de praktijk is het verschil meestal groter. Voor NiMH batterijen wordt vaak aangeraden ze gedurende 14 uur te laden met een stroom gelijk aan 1/10e van de capaciteit. Om een batterij die 1000 mAh kan leveren helemaal op te laden gebruik je daarvoor 1400 mAh.

Lithiumbatterijen zullen het beter doen, NiMH batterijen op een slimme lader ook. Maar een tiental procent verlies je normaliter wel.

10% verschil had ik ook goed gevonden, voor mij hoefde het verschil in de praktijk niet zo heel dicht bij de 0% te komen. Deze cyclus van de NiMH batterij had toevallig weinig of geen mAh-verlies.

Ik vermoed eerlijkgezegd dat dit een meetfout betreft - bij een te lage celspanning gestopt met meten of iets dergelijks. Zou je dit 10x achter elkaar met dezelfde cel doen dan kan ik me niet voorstellen dat het verschil in laadstroom*h en ontlaadstroom*h slechts in de orde van een procent is.

Goed, de meetfout zou dan zitten in het automatische stopcriterium voor op- en ontladen van de voltcraft oplader, en in het gebruik van de eerste cyclus i.p.v. een gemiddelde cyclus.

Terugkomend op de onmogelijkheid om de oplaadbare batterij voor te stellen als een condensator, vanwege verliezen: hij zou wel voorgesteld kunnen worden door twee condensatoren zoals hieronder. Schakelaar S₁ is dicht tijdens opladen, en anders open. S₂ is open tijdens opladen, en anders gesloten. De mAh-verliesfactor is C_verlies/ (C_primair + C_verlies). Voor mij heeft dit elektrische condensatormodel het voordeel dat je over een mAh-verliesfactor kunt spreken zonder in te gaan op de ionen en de scheikundige reacties die van het batterijtype afhangen.

De scheikundige voorstelling van de lading van C_primair is bij een Li-ion batterij het aantal naar de anode verplaatste lithiumatomen maal de elementaire lading. De scheikundige voorstelling van de lading van C_verlies betreft de zij-reactie(s).
(Het wordt een spanningsbron als de condensator variabel is, met een capaciteit die evenredig is met de lading.)

Op zich denk ik dat het er een aardig model voor is. Het instantaan vrijkomen van de 'verloren' energie als je S2 sluit klopt natuurlijk niet, maarja, het is niet voor niets een model.