Wat is het memory effect (geheugeneffect) van een batterij?
Vraagt u zich af wat het memory effect (ook wel het ‘geheugeneffect’) van een batterij is? Of twijfelt u of uw elektrische fietsbatterij wellicht een verminderde capaciteit heeft gekregen door dit memory effect? In deze blog post vertellen we u alles over het memory effect en hoe u het beste met uw fietsbatterij om kunt gaan om te voorkomen dat het memory effect in uw e-bike batterij optreedt! Wanneer u op de juiste manier omgaat met uw elektrische fietsbatterij kan dat de levensduur van uw fietsbatterij zo veel mogelijk verlengen, zodat u het meeste uit uw fietsbatterij kunt halen!
Inhoud:
Het memory effect (ook wel het ‘geheugeneffect’) in batterijen verwijst naar het fenomeen waarbij het herhaaldelijk onvolledig ontladen en vervolgens slechts gedeeltelijk opgeladen van de batterij kan leiden tot een geleidelijk verlies van bruikbare capaciteit van de batterij. Dit verschijnsel wordt het memory effect genoemd omdat de batterij spreekwoordelijk "onthoudt" hoeveel energie er bij eerdere ontladingen is verbruikt en vervolgens niet meer energie levert dan dat er voorheen is gevraagd. Men zou het kunnen interpreteren als een batterij die door gewenning steeds minder goed presteert en langzamerhand steeds luier wordt.Wat is het memory effect (geheugeneffect) van een batterij?
Wanneer de capaciteit van uw fietsbatterij dan met verloop van tijd steeds geleidelijk afneemt, dan zult u dit merken aan de afstand die u met uw elektrische fiets kunt afleggen met een volledig opgeladen batterij. Bij een verminderde capaciteit zal deze afstand namelijk kleiner zijn, doordat uw fietsbatterij niet meer goed volledig opgeladen kan worden. Hoewel moderne batterijtechnologieën zoals lithium-ion batterijen slechts beperkt last hebben van het memory effect, blijft het toch belangrijk om te begrijpen hoe het memory effect werkt, aangezien de juiste omgang met een batterij de levensduur van de batterij kan verlengen. Zeker bij oudere batterijtechnologieën zoals nikkel-cadmium en nikkel-metaalhydride (NiMH) kan bijvoorbeeld de manier van opladen een grote invloed uitoefenen op de levensduur van uw batterij. Wat merk ik aan mijn batterij wanneer deze last heeft van het memory effect?
Door de jaren heen zijn er verschillende typen batterij-technologie ontwikkeld, welke ieder voor andere doeleinden optimaal zijn. Elk type batterij heeft namelijk zijn eigen kenmerken, voordelen en nadelen. Een van de meest gebruikte typen batterijen uit de laatste decennia zijn de nikkel-metaalhydridebatterijen (NiMH batterijen), die sinds de jaren negentig de plaats van nikkel-cadmiumbatterijen (NiCd) grotendeels hebben ingenomen vanwege hun betere milieuvriendelijkheid en hogere capaciteit. Naast de introductie van NiMH batterijen werd in de jaren 90 ook voor het eerst de Lithium-Ion (Li-Ion) batterij op de markt gebracht. De Lithium-Ion (Li-Ion) batterij heeft zich sinds zijn introductie door Sony in 1991 ontwikkelt tot de meest voorkomende batterij ter wereld. Zo worden Lithium-ion (Li-Ion) batterijen bijvoorbeeld gebruikt om mobiele telefoons, laptops en veel andere elektronische apparaten van energie te voorzien. Ook worden Lithium-Ion (Li-Ion) batterijen doorgaans gebruikt als energiebron voor elektrische voertuigen, hybride voertuigen en plug-in hybride voertuigen. Ten opzichte van alternatieve batterijen zoals nikkel-cadmium (Ni-Cd) of nikkel-metaalhydride (Ni-MH) batterijen, bieden Lithium-Ion (Li-Ion) batterijen verschillende voordelen, zoals een zeer hoge energiedichtheid, lage zelfontlading, en een zeer lange levensduur. Bovendien hebben Lithium-Ion (Li-Ion) batterijen weinig tot geen last van het memory effect. Misschien zal het u dan ook niet verrassen dat bijna alle elektrische fietsaccu’s gebruik maken van batterijcellen met een Lithium-Ion batterijtechnologie. In de volgende alinea’s gaan we het hebben over hoe het memory effect optreedt bij verschillende typen batterijen.Ontwikkeling van verschillende batterijtechnologieën
Memory effect van een Nikkel-Cadmium (NiCd) batterij
Het memory-effect uit zich op verschillende manieren, afhankelijk van het batterijtype. Nikkel-Cadmium (NiCd) batterijen staan bekend om hun gevoeligheid voor het memory-effect, waarbij herhaaldelijk onvolledig ontladen en opladen kan leiden tot een verlies van capaciteit. Dit komt doordat kristallen zich kunnen vormen in delen van de batterij die niet volledig zijn ontladen/opgeladen. De delen van de batterij waar kristallen gevormd zijn nemen niet langer deel aan de scheikundige reactie in de batterij, waardoor de beschikbare energie beperkt wordt. Het is daarom belangrijk om NiCd-batterijen regelmatig volledig te ontladen om het memory-effect te voorkomen.
Nikkel-Cadmium (NiCd) batterijen werden veel gebruikt in het verleden vanwege hun betrouwbaarheid en stabiliteit, maar ze zijn grotendeels vervangen door modernere batterijtechnologieën vanwege het feit dat de Nikkel-Cadmium batterijen gebruik maken van zeer giftige stoffen en het feit dat cadmium een schadelijke stof is voor het milieu. Verder staan Nikkel-Cadmium batterijen ​erom ​bekend dat ze over een vrij hoge laad- en ontlaadsnelheid beschikken. Ook hebben ze een relatief constante spanning tijdens ontlading, wat betekent dat ze gedurende het grootste deel van hun levensduur een constante stroom kunnen leveren. Vanwege hun milieubelasting en het memory-effect worden NiCd-batterijen tegenwoordig steeds minder gebruikt en vervangen door meer milieuvriendelijke alternatieven, zoals Nikkel-Metaalhydride (NiMH) en Lithium-Ion (Li-Ion) batterijen.
Memory effect van een Nikkel-Metaalhydride (NiMH) batterij
In Nikkel-Metaalhydride (NiMH) batterijen treedt het memory-effect ook duidelijk op. Echter zijn de Nikkel-Metaalhydride (NiMH) batterijen al wel veel minder gevoeldig voor het memory effect dan Nikkel-Cadmium (NiCd) batterijen. Het memory-effect verschijnt bij Nikkel-Metaalhydride (NiMH) batterijen net als bij Nikkel-Cadmium (NiCd) batterijen wanneer ze herhaaldelijk onvolledig ontladen en opgeladen worden. Dit kan vervolgens resulteren in een afname van de totale capaciteit van de batterij. Om het memory-effect bij NiMH-batterijen te minimaliseren, is het raadzaam om ze met regelmaat volledig te ontladen en om ze vervolgens weer volledig op te laden.
Nikkel-Metaalhydride (NiMH) batterijen zijn een type oplaadbare batterij die als alternatief dienen voor de oudere Nikkel-Cadmium (NiCd) batterijen. Een van de belangrijkste voordelen van NiMH-batterijen is dat ze een hogere energiedichtheid hebben dan NiCd-batterijen, wat betekent dat ze meer energie kunnen opslaan in een batterij van hetzelfde volume of gewicht. NiMH-batterijen hebben ook minder last van het memory-effect dan NiCd-batterijen. Hoewel het memory effect bij NiMH batterijen nog steeds kan optreden bij herhaaldelijk onvolledig ontladen en opladen is het effect wel al veel minder uitgesproken. Een ander voordeel van NiMH-batterijen is dat ze minder schadelijke stoffen bevatten dan NiCd-batterijen, waardoor ze milieuvriendelijker zijn. 
Memory effect van een Lithium-Ion (Li-Ion) batterij
Daarnaast kan het memory effect in een zeer beperkte mate ook voorkomen in een Lithium-Ion batterij. Voor lange tijd is er gedacht dat er in de Lithium-Ion batterij geen memory-effect (geheugeneffect) voorkomt en dat het memory-effect enkel een kenmerk van nikkel-cadmium- en nikkel-metaalhydridebatterijen was. Echter is er in de laatste 10 tot 15 jaar meerdere malen uitgebreid wetenschappelijk onderzoek gedaan naar de mogeliljkheid van een memory effect in Lithium-Ion batterijen. Uit deze onderzoeken is gebleken dat er ook in Lithium-Ion batterijen een (zeer beperkt) memory effect waargenomen kan worden. Specifiek bij het gebruik van LiFePO4 als positieve elektrode (ook wel ‘kathode’) kan het memory-effect al na één onvolledige laadcyclus voorkomen. Niet alle Lithium-Ion batterijen maken onlosmakelijk gebruik van LiFePO4 als positieve elektrode, maar in veel gevallen wordt er toch voor deze of een vergelijkbare kathode gekozen omdat deze materialen relatief veilig en goedkoop beschikbaar zijn. Om het memory-effect bij een Lithium-Ion (Li-Ion) batterij te minimaliseren kunt u uw Lithium-Ion batterij het beste regelmatig volledig ontladen en vervolgens volledig weer opladen. Wilt u meer weten over hoe een Lithium-Ion batterij exact werkt? Bekijk dan eens onze blog post over de werking van een Lithium-Ion batterij.
Lithium-ion (Li-Ion) batterijen behoren tot de meest gebruikte oplaadbare batterijen vanwege hun hoge energiedichtheid, lage zelfontlading en lange levensduur. Een van de belangrijkste voordelen van lithium-ion batterijen is hun hoge energiedichtheid, wat betekent dat ze een relatief grote hoeveelheid energie kunnen opslaan in verhouding tot hun gewicht en volume. Een ander voordeel van lithium-ion batterijen is hun lage zelfontladingssnelheid, wat betekent dat ze langdurig kunnen worden opgeslagen zonder veel energie te verliezen. Daarnaast hebben lithium-ion batterijen een lange levensduur in vergelijking met andere oplaadbare batterijen, waardoor ze kosteneffectief zijn op de lange termijn. Ze kunnen vele oplaad- en ontlaadcycli doorstaan voordat hun prestaties merkbaar achteruitgaan. Naast dat de Lithium-Ion (Li-Ion) batterijen nauwelijks last hebben van het memory effect, beschikken de Li-Ion batterijen dus over een breed scala aan voordelen.
Oorzaken van het memory effect/geheugeneffect van batterijen
Het geheugeneffect bij batterijen wordt vaak veroorzaakt door de vorming van kristallen op de elektroden van de batterij. Wanneer een batterij herhaaldelijk slechts gedeeltelijk wordt ontladen en vervolgens weer gedeeltelijk wordt opgeladen, kunnen er onvolledige chemische reacties optreden aan de elektroden. Deze onvolledige reacties kunnen vervolgens resulteren in de vorming van kristallen. Deze kristallen kunnen de efficiëntie van de batterij verminderen door de beschikbare oppervlakte voor scheikundige reacties in de batterij te verkleinen. Als gevolg hiervan neemt de bruikbare capaciteit van de batterij af omdat er minder actief materiaal beschikbaar is om elektronen op te slaan en af te geven tijdens het laden en ontladen. Bovendien kunnen deze kristallen ook een barrière vormen voor ionenstromen tussen de elektrodes van de batterij, waardoor de interne weerstand toeneemt. Dit kan leiden tot hogere temperaturen in de batterijcellen en verminderde prestaties van de batterij. Zo kan het bijvoorbeeld zijn dat de batterij een kortere levensduur en een lagere energie-efficiëntie krijgt.
Hoe kan ik voorkomen dat het memory effect in mijn fietsbatterij optreedt?
Allereerst zouden we nogmaals graag willen benadrukken dat het memory effect nauwelijks en in zeer beperkte mate voorkomt bij Lithium-Ion batterij’s. Aangezien de meeste fietsbatterij’s gebruikmaken van Lithium-Ion technologie hoeft u dus niet direct bang te zijn dat er een memory effect op zal treden in uw e-bike batterij. Echter wanneer u over een elektrische fiets beschikt met een Nikkel-Cadmium (NiCd) batterij, dan is het vaak wel raadzaam om uw batterij bewust te beschermen voor een mogelijk memory effect. Stelt u zich even voor dat u een elektrische fiets met een Nikkel-Cadmium batterij heeft en dat u uw fiets na een korte rit terug in de garage aan de oplader aansluit. In plaats van de batterij volledig te ontladen, heeft de batterij nog een aanzienlijke lading over. Wanneer u vervolgens meestal besluit om de fiets op te laden zonder deze volledig leeg te rijden, kan dit na enkele oplaadcycli resulteren in het optreden van het geheugeneffect in uw fietsbatterij.
Als gevolg hiervan kan de batterij geleidelijk minder energie leveren dan voorheen, zelfs wanneer deze volledig is opgeladen. Dit kan resulteren in een kortere actieradius voor je elektrische fiets, waardoor je minder kilometers kunt afleggen op een enkele lading. Om te voorkomen dat het memory effect optreedt in uw fietsaccu, is het dus belangrijk om uw fietsaccu regelmatig volledig te ontladen en vervolgens weer volledig op te laden. Wanneer u enkel en alleen korte afstanden aflegt met uw elektrische fiets zonder uw accu leeg te rijden, dan kan het dus verstandig zijn om uw fiets niet altijd direct weer op te laden, maar de accu van uw fiets in plaats daarvan eerst volledig leeg te fietsen. Zo kunt u het risico op het geheugeneffect binnen uw fietsaccu verminderen en zo de levensduur van uw e-bike accu zo veel mogelijk verlengen. Het is dus belangrijk om bewust te zijn van hoe u uw elektrische fiets gebruikt en oplaadt om de prestaties van de batterij op lange termijn te waarborgen. Wilt u meer informatie over hoe u uw fietsaccu het beste kunt opladen? Dan zou u eens naar onze blog post over het correct opladen van een fietsaccu kunnen kijken.
Hopelijk heeft deze blog post u voldoende geïnformeerd over het memory effect van batterijen. Heeft u nog vragen over het memory effect, of wilt u graag meer informatie over hoe u uw fietsbatterij het beste kunt opladen? Neemt u dan gerust eens contact op met onze klantenservice. Zij helpen u namelijk graag!