Wat is het verschil tussen een batterij en een accu? En wat is een oplaadbare batterij?

In dit artikel leggen we je uit wat het verschil is tussen een batterij en een accu. We behandelen ook wat een "oplaadbare batterij" is maar ook hoe en waarom de termen batterij en accu steeds difusere begrippen worden.

Batterij, oplaadbare batterij, batterijcel, accu, accucel

In het Nederlands taalgebied is de laatste decennia veel verwarring over de termen batterij en accu, terwijl dit toch erg simpel is. Wat een batterij onderscheid van een accu leggen we in dit artikel uit. We leggen ook uit wat het verschil is tussen een batterijcel en een batterij, zo ook accucel en accu.

Batterij

In het Nederlands taalgebied maken we een onderscheid tussen een elektrische energiebron voor eenmalig gebruik en voor meervoudig gebruik.

Een batterij is voor eenmalig gebruik. Je koopt een batterij en daar zit een bepaalde lading in. Als je de batterij gebruikt, ontlaad, dan daalt het ladingsnivo en op een gegeven moment is hij "leeg" of "op".

De batterij is dan nog niet helemaal leeg, er zit nog wel een beetje lading in, maar die is praktisch niet bruikbaar. Dat komt omdat bij een batterij (of accu), de spanning lager wordt naarmate de lading daalt. En op een gegeven moment is nog zo weinig lading over in de batterij/accu dat de spanning zodanig laag geworden is dat het apparaat die hiermee gevoed wordt, niet goed meer kan functioneren.

Dus een gebruikte batterij die op is "gooi je weg". Nou ja, gooi een batterij nooit weg, dat is echt doodzonde, want alle materialen van een batterij zijn herbruikbaar. Batterijen kan je inleveren bij de supermarkt of bij de milieustraat. Een batterij wordt tegenwoordig gezien als chemisch afval.

Een batterij is dus voor eenmalig gebruik, kan je niet opladen, en gooi je na gebruik weg.

Accu

Een auto heeft geen batterij, die heeft een accu. Die accu wordt gebruikt voor onder andere de startmotor. Na het starten is de accu een beetje ontladen, maar zodra je gaat rijden zal de dynamo de accu weer laden.

Niemand zal de accu in de auto een "batterij" noemen, nou ja, dat is in ieder geval zeer ongebruikelijk. Immers, de (stilzwijgende) afspraak is: een batterij is voor eenmalig gebruik (en kan je dus niet opladen) en een accu kan je keer op keer weer laden en hergebruiken.

Engels

In het Engels heet een batterij een battery. Een accu (of abusievelijk ook oplaadbare batterij genoemd) wordt een rechargeable battery genoemd.

Daarnaast wordt een batterij ook wel een primary battery genoemd. Een accu wordt een secondary battery genoemd.

Taalvervaging

De laatste decennia zijn de begrippen batterij en accu, hoogstwaarschijnlijk vanwege Anglicistische invloeden, wat aan het vervagen. Dat is volgens ons begonnen met de introductie van de NiCd (nikkel cadmium) accucellen die gebruik werden ter vervanging van normale AA batterijen.

In het Engels heeft men geen twee woorden zoals wij de batterij en de accu hebben. Daar heet alles "battery". Een batterij is een "battery" en een accu noemt men een "rechargeable battery".

Dat begrip heeft men zeer waarschijnlijk vertaalt en noemde men de NiCd accucel, die als vervanging kon dien van een normale batterij, een "oplaadbare batterij" (naar: rechargeable battery). Tóen is het dus misgegaan.

Recentelijk, zo rond 2020 werd een EOS, een Energie Opslag Systeem, populair. En wel in de netgekoppelde versie. Die is men "thuisbatterij" gaan noemen. Maar daar wordt de energie niet in een batterij opgeslagen, maar in een accu. Taalpuristen noemen zo'n apparaat een thuisaccu, en terecht.

Goed, je weet nu hoe en waarom we in het Nederlands taalgebied een onderscheid maken tussen een batterij en een accu.

Etymologie

De term "accu" is eigenlijk een verkorting van de term "accumulator". En dat wordt komt uit het Latijn: accumulare, wat opstapelen betekent. Een accu is een apparaat waarin (elektrische) energie opgestapelt (opgegelagen) kan worden, net als je een vrachtwagen die je keer op keer volstouwd door pakjes op te stapelen.

De term batterij wordt niet alleen in dit kader van elektrische energie gebruikt, maar is een algemene term voor "een verzameling van gelijken zaken/dingen", een reeks, een serie. Zo wordt een aantal kanonnen die op een rijtje staan een "batterij" genoemd.

Een boerderij waarin kippen in kleine hokjes zitten en eieren leggen een "legbatterij" genoemd. En wellicht heb je wel eens gehoord van het gebruik van "die heeft een aardige batterij" en dan doelt men op de billen van die persoon. Die billen zijn twee identieke "kussentjes" en kan als zodanig een batterij genoemd worden. Maar ook hoor je wel eens "een batterij van flessen".

Bij de batterij die we gebruiken voor elektrische apparaten is soms ook sprake van een "serie" of "reeks" (niet bij batterijen als de AAA, AA, C en D). Zo bestaat een – inmiddels in onbruik geraakte 4,5 Volt batterij – uit drie batterijcellen van ieder 1,5 Volt. Die drie cellen zijn in serie geschakeld waardoor de gezamenlijk spanning het veelvoud is van de spanning van een enkele cel: 3 x 1,5 Volt = 4,5 Volt.

De nog veel gebruikte 9 Volt blokbatterij, bevat zes op elkaar gestapelde en in serie geschakelde (verbonden) 1,5 Volt batterijtjes, 6 x 1,5 Volt = 9 Volt.

Oplaadbare batterij

Feitelijk is de term "oplaadbare batterij" een contradictio in terminis. Een batterij kan helemaal niet geladen worden, die is voor eenmalig gebruik.

Een oplaadbare batterij zou eigenlijk een "accu" genoemd moeten worden. Mogelijk om het duidelijker te maken, een accu in batterijvorm zoals u gewend bent. Want dat is de oorsprong van deze verwarring.

Rond 1980 werden accu's aangeboden ter vervanging van een batterij. Een batterij is relatief duur in gebruik. Zo zat er in veel draagbare apparaten AA batterijen. Die kon je vervangen door "oplaadbare batterijen" die dezelfde afmetingen hadden. Daar waar een AA batterij in paste, daar paste ook de oplaadbare AA batterij in. Die oplaadbare batterij was wel een stuk duurder dan een normale batterij, maar doordat je deze oplaadbare batterij honderden keren kon opladen en dus hergebruiken was hij operationeel gezien veel goedkoper dan een batterij.

De eerste oplaadbare batterijen waren gemaakt op basis van Nikkel-Cadmium (NiCd). Later gevolgd door Nikkel-Metaalhydride (NiMh). Die laatste had wel een nadeel. De celspanning was niet 1,5 Volt zoals een normale AA batterij, maar 1,2 Volt. De meeste apparaten konden daar ook mee omgaan, maar sommige werkten niet op NiMh accu's. Ook was de zelfontlading zéér hoog. Na een paar maanden was het grootste gedeelte van de lading al weg.

Batterijcel

De batterijcel is elektrische energiedrager in een afgesloten omhulsel (cel). Binnen dit omhulsel vindt een chemisch proces plaats zodra elektrische energie aan de cel onttrokken wordt. Afhankelijk van de gebruikte chemische samenstelling heeft de batterijcel een bepaalde spanning die we klemspanning noemen. Spanning wordt uitgedrukt in Volt. Zo heeft de zink-koolstof maar ook de alkaline batterijcel een klemspanning van circa 1,5 Volt. Een batterijcel is dus de meest elementaire (basis) vorm van een batterij.

Veel batterijen bevatten slechts één batterijcel. Voorbeelden zijn de AAAA, AAA, AA, C en D batterijen die allemaal 1,5 Volt spanning hebben.

Sommige batterijen zijn opgebouwd uit meerdere, in serie geschakelde, batterijcellen. Het in serie schakelen van batterijcellen, waarbij de plus van de ene cel verbonden wordt met de min van de volgende cel, heeft tot doel om de batterijspanning hoger te maken dan die van de individuele cel. Een hogere spanning is benodigd voor sommige apparaten of lampjes in een lantaarn.

Zo heeft de 3LR12 ook wel bekend als de "4,5 Volt" batterij drie batterijcellen die in serie geschakeld zijn. De 4,5 Volt batterij werd rond circa 1950-1980 veel gebruik in speelgoed en sommige lantaarns.

De spanning van één batterijcel is 1,5 Volt (net als de AA en AAA batterij als voorbeeld) en drie van die batterijcellen leveren dus een drie keer zo hoge batterijspanning op: 3 x 1,5 Volt = 4,5 Volt.

In sommige zaklantaarns zit niet één AAA, AA, C of D cel maar vaak drie stuks. Die zitten/liggen "achter elkaar" waarbij de plus pool, het "dopje", van de ene batterij tegen de minpool "de platte onderkant" van de volgende batterij zit en daarmee elektrisch contact maakt. Die batterijen zijn daarmee een serieschakeling van drie batterijcellen en leveren daardoor een drie keer zo hoge spanning op: 3 x 1,5 Volt = 4,5 Volt.

Accucel

Een accucel is de meest elementaire vorm van een accu. Een oplaadbare elektrische energiedrager waarin zich een bepaald chemisch proces voltrekt zodra de accu ontladen wordt. Door de accucel te voorzien van een hoge(re) spanning dan de ontlaadde accucel (die spanning wordt geleverd door bijvoorbeeld een dynamo of acculader) wordt het chemische proces omgekeerd en kan de accucel geladen worden.

Een accu, zoals in een auto, bestaat uit een omhulsel die zes accucellen bevat. Die accucellen hebben, bij een autoaccu, een klemspanning van circa 2,1 Volt. Zes van deze cellen in serie maken samen dus een spanning van 6 x 2,1 Volt = 12,6 Volt.

Bij Energie Opslag Systemen worden meestal LFP-accu gebruikt. Deze zijn opgebouwd uit bijvoorbeeld 16 in serie geschakelde LFP accucellen. Een LFP accucel levert circa 3,2 Volt. Een accu met zestien LFP accucellen levert dus een spanning op van 16 x 3,2 Volt = 51,2 Volt.

Knoopcel

Is een knoopcel nu een batterij of een accu? In principe zegt de term "knoopcel" alleen maar iets over de vorm. Hij heeft de vorm van een knoop.

Vrijwel alle knoopcellen zijn batterijen, dus voor eenmalig gebruik. Hoewel ongebruikelijk op het moment van schrijven, maar er zijn ook knoopcel accu's, hoewel die vaak oplaadbare knoopcelbatterijen worden genoemd.

Bij de knoopcel heeft men internationaal een afspraak gemaakt hoe we de verschillende knoopcellen "een naam geven". Een knoopcel heeft een bepaalde dikte en een bepaalde diameter. Die twee worden in het "modelnummer" gebruikt.

We geven een voorbeeld, een veel gebruikte knoopcel is de CR2032. Je moet je concentreren op de cijfers niet de letters. Dat getal 2032 kan je scheiden in 20 en 32. Die 20 geeft de diameter van de knoopcel weer, hier 20 mm. De "32" staat voor de dikte van de knoopcel. Maar let op, hier betreft geeft het getal niet het aantal millimeters aan maar tiende millimeters. Dus 32 betekent hier 3,2 mm.

Zo heeft de CR2025 een diameter die gelijk is aan de CR2032, namelijk 20 mm, maar de dikte is hier 2,5 mm.

Knoopcellen, als batterij zijn veelal gebaseerd op Lithium, maar ook komen zink-lucht, alkali-mangaan en nikkel-metaalhydride (NiMh) voor. Lang geleden werd in de knoopcellen nog kwik gebruikt, maar sinds 2005 is dat in Europa verboden.

Alkaline batterij

De alkaline batterij is een batterij waarbij zink en mangaandioxide wordt gebruikt en is het elektrolyt (de elektriciteit geleidende "vloeistof") een alkalische stof (een base, het tegenovergestelde van een zuur). Bij de alkaline batterij is dit kaliumhydroxide.

Vanwege de alkalische eigenschappen van het elektrolyt heeft men dit type battery de alkaline batterij genoemd. De alkaline batterij is sinds circa 1980 populair geworden ondanks dat hij flink duurder is dan de zink-koolstof batterij.

De reden voor zijn populariteit is dat hij ruim drie keer meer lading heeft, dus in gebruik drie keer langer meegaat dat de zink-koolstof batterij.

Voordat de alkaline batterij populair werd, was de meest gebruikte batterij-chemie de zink-koolstofcel.

Zink-koolstof batterij

Voordat de alkaline batterij na circa 1980 populair werd, werden batterijen gemaakt op basis van zink-koolstof. Die batterijen waren relatief goedkoop, maar gingen niet lang mee. Niet alleen wat betreft hun levensduur, want vaak gingen ze "lekken", kwam het elektrolyt uit de batterij maar ook was hun capaciteit niet erg hoog. Je moest dus relatief snel de batterij vervangen.

Lithium batterij

De lithium batterij (niet te verwarren met diverse type Lithium-ion accucellen), is flink duurder dan de alkaline batterij. Had de alkaline batterij al veel meer capaciteit dan de zink-koolstof batterij, de lithium batterij heeft een capaciteit die weer drie keer zo groot is als de alkaline batterij en de zelfontlading zéér klein is.

Als voorbeeld, de bekende CR2032 knoopcel is een lithium batterij en heeft een zelfontlading van circa 1% per jaar. Lithium batterijen zitten vooral in apparaten waarbij het zeer wenselijk is dat de batterij zeer lang meegaat. Denk aan een pacemaker maar ook rookdetectors waarbij de batterij niet vervangbaar is maar daarentegen wel tien jaar meegaan op één batterij. Na tien jaar is het overigens wenselijk om de rookdetector te vervangen omdat de rooksensor na tien jaar mogelijk niet meer goed brand detecteert.

Zelfontlading

Iedere batterij en iedere accu zal, ook al wordt deze niet gebruikt, langzaam zijn lading kwijtraken "leeglopen". Dit wordt zelfontlading genoemd. Afhankelijk van de batterijchemie of accuchemie is die ontlading groot, klein, of zelfs gering.

De oplaadbare NiMh batterijen (feitelijk accu's), hebben een relatief grote zelfontlading van 10-20% mer maand. Een volledig opgeladen NiMh accu zal na een maand of drie voor een groot gedeelte al "leeggelopen" zijn door deze zelfontlading.

Vermeldenswaardig zijn de NiMh accu's van Eneloop, hoewel dit NiMh accu's zijn, heeft de producent een aanpassing gemaakt in de accu waardoor vrijwel geen sprake is van zelfontlading. Deze is circa 1,25% per maand. Na één jaar bevat de accu nog 85% van zijn oorspronkelijke lading en na drie jaar nog 75%.

De opvolger van de NiMh accu is de Lithium Ion accu. Die heeft een zelfontlading die al flink lager is, circa 5-10% per maand.

De in thuisbatterijen veel gebruikte LFP accucellen hebben een zelfontlading van circa 3% per maand.

De zelfontlading is sterk afhankelijk van de temperatuur. Meestal wordt de zelfontlading gespecificeerd bij een temperatuur van 25°C.

Peukert constante

Een accu heeft een bepaalde capaciteit die wordt uitgedrukt in Ah (Ampère uur / hour) of bij kleine accu's mAh (milli Ampère uur). Deze Ah waarde geeft aan hoeveel capaciteit / lading de accu heeft.

Echter, de beschikbare capaciteit is afhankelijk van de stroomsterkte tijdens het ontladen. Hoe hoger de ontlaadstroom, hoe minder capaciteit beschikbaar zal zijn.

De fabrikant van de accu zal de lading in Ah specificeren bij een bepaalde ontlaadstroom (en temperatuur). Die stroom wordt niet uitgedrukt in Ampère maar in een accucapaciteit gerelateerde stroomsterkte en dat is de zogenaamde C-waarde.

Zo is het niet ongewoon dat bij loodzuuraccu's de Ah-waarde gespecificeerd wordt bij C20, dat is een bepaalde stroomsterkte waarbij de accu in twintig uur geheel ontladen wordt. Een 100 Ah accu zal deze lading kunnen afgeven bij een stroomsterkte van C20 en dat is: 100 Ah / 20 uur = 5 Ampère.

Als de C-waarde ontlaadstroom hoger wordt zal minder lading beschikbaar zijn. Zo zal als voorbeeld van een 100 Ah accu bij een ontlaadstroom van C4 (in vier uur ontladen) maar 90 Ah beschikbaar zijn. Maar ook andersom, bij C40 (in veertig uur ontladen), zal bijvoorbeeld 110 Ah beschikbaar komen uit een 100 Ah accu (de genoemde waarden zijn puur illustratief).

Die relatie tussen stroomsterkte en beschikbare lading wordt de Peukert constante of peukert genoemd. Van iedere accuchemie is deze Peukert constante bekend.

Verder lezen

Dit artikel maakt deel uit van een artikelenreeks waarbij we de vele aspecten van elektriciteit bespreken.