Lithium ion accu's die snel op- en ontladen kunnen worden bestaan al veel langer en zijn op zich niets nieuws.
Neem bijvoorbeeld de voormalige A123 cellen die o.a. voor Li-ion startaccu's gebruikt kunnen worden, daarbij is >20C zonder enig probleem mogelijk en kunnen er laad- en ontlaadstromen van duizenden Amperes lopen bij een accu ter grootte van een broodtrommeltje, zonder enig probleem en met een levensduur van vele jaren. Je ziet dit ook bij nieuwere auto's met een 48V boordnet en een relatief kleine (500Wh) li-ion accu waarmee effectief remenergie teruggewonnen moet kunnen worden en b.v. geladen en ontladen wordt met 20C of meer, dus tijden van maximaal enkele minuten voor b.v. 0-80% State of Charge of andersom.
Het gaat dan vaak wel om lithium ijzerfosfaat of soms NMC technologie, dus andere li-ion varianten dan wat we typisch in telefoons zien, met "grote electroden". Lees: relatief veel oppervlak. Dat gaat ten koste van de capaciteit, er is een zekere trade-off. Bij high-C geoptimaliseerde cellen (o.a. electroden en oppervlakte-optimalisatie) en thermal management van de cellen kun je ook bij b.v. 20C systemen zo ontwerpen dat de celtemperatuur niet hoger dan 20 graden boven ambient uitkomt en een hele lange levensduur gegarandeerd kan worden. Dat is de reden dat bij plug-in hybrides en EVs naast geoptimaliseerde cellen ook meestal thermal management (vloeistofkoeling/verwarming) aanwezig is. Door goede thermal management en goede cellen kun je daar hoge stromen combineren met automotive levensduur. Alleen in een telefoon is dat wat lastiger vanwege het enorm beperkte volume.
De levensduur van een li-ion cell is een factor waarbij naast de kwaliteit van electroliet e.d. ook de temperatuur een hele belangrijke rol speelt. Als de inwendige weerstand van een cel relatief hoog is, heb je bij snel laden dus veel warmteontwikkeling en dit gaat ten koste van de levensduur. Om die reden geldt in het algemeen: Hoe sneller je laadt, hoe korter de levensduur.
Bij telefoons is er tot nu toe geoptimaliseerd op veel capaciteit per volume & gewicht, niet op extreem hoge C waarden. Ik vraag me bij die 200W laadtechniek bij zo'n kleine accu dus ten zeerste af in welke mate dat ten koste van capaciteit gaat. Hier spreekt men over een 4000mAh accu, ik vermoed dat die een stuk groter en zwaarder is dan een 4000mAh die b.v. met max 20W geladen kan worden.
Stel dat die "overhead" voor 200W charging capability 50% volume is. Dan zou je er ook voor kunnen kiezen om een 6000mAh accu met "slechts" 20W charging te kiezen i.p.v. een 4000mAh die je met 200W kunt laden. Ik zou persoonlijk liever 50% meer capaciteit hebben dan extreem snelladen. Ik heb overigens geen idee of die inschatting van 50% in dit geval klopt, wellicht is het getal een stuk kleiner en ligt het optimum elders.
Daarnaast wil je zo efficient mogelijk laden, want alle warmte die je DC/DC charging electronica genereert stookt ook de batterij warm. Uitgaande van een cellspanning van 4V loopt er bij 200W wel 50A (!). De warmte die wordt gegenereerd is met name bepaald door 3 factoren:
1) Charging / power conversion electronics
2) De opwarming v/d cell van zijn inwendige weerstand.
3) Andere verliezen zoals overgansweerstanden van connectoren of verliezen in kabels
Voor die eerste: Als dat echt 98% efficiency is, is dat erg goed! Maar het betekent alsnog 4W dissipatie van verliezen (2% * 200W). Als de inwendige weerstand van de cell erg goed is zou dat een vergelijkbare waarde zijn, stel de verliezen bedragen nog eens 4W totaal bij 200W laden. Dan verstook je dus 8W in de telefoon als je met 200W laadt. Je moet dan geen overgangsweerstand van b.v. een vieze connector hebben want dan heb je meteen brand of alles slaat in de beveiliging.
En als je dan niet actief koelt dan heb je zelfs met een grote telefoon en veel aluminium elementen al snel een opwarming van 30 a 40 graden delta T. Volgens mij gaat dat heel erg verkeerd in een tropisch gebied met ambient 40 graden, dan wordt je telefoon 70 a 80 graden en dan haal je volgens mij nog geen 50 laadcycli tot 80%. Los van het feit dat je je telefoon dan niet vast kunt pakken

. Dus het lijkt me dat onder die omstandigheden de laadsnelheid terugvalt op 20W of 30W.
Ofwel, ik denk dat het een leuke test is, die onder 100% ideale omstandigheden en ambient 5 graden wellicht ook wel klopt, maar onder normale omstandigheden heb je alleen maar heel veel overhead van die fast charging capability en kun je m.i. beter gewoon meer capaciteit inbouwen en je laadelectronica (en connectoren etc) behapbaar houden.
[Reactie gewijzigd door Timewa op 25 juli 2024 02:00]