Nominale spanning van een accu of cel

Wat bepaalt nu eigenlijk de nominale spanning van een accu of cel?
Ik deed de aanname dat dit de spanning was die de batterij gemiddeld zou hebben tijdens een continue ontlading van vol tot leeg.
Dus bij li-ion 3,7V per cel. Als je dan wil weten hoeveel energie er in een 2500mA cel zit dan zou dit: 3,7 × 2,5 = 9,25Wh zijn.

Maar is deze aanname van mij wel juist?

Bijvoorbeeld loodzuuraccu, 12V nominaal, 12,9V vol en 10,5V volledig leeg. Is de spanning van 12V dan de gemiddelde spanning als je hem met een continue stroom leeg laat lopen?

Maar als ik dan naar een LiFePO4 accu kijk, 13,6V vol, 12,8V nominaal maar bij 12,8V is hij al voor 80% leeg. En bij 10V helemal. Die laatste 20% gaat blijkbaar heel hard, dan lijkt me dat 12,8V niet de gemiddelde spanning kan zijn.

Dus.... hoe wordt dit bepaalt??

Ik dacht middels de grafiek in tijd. De loodzuur accu levert gedurende x-tijd 12.3 volt, tot aan leeg, dan gaat het snel van 12.3 naar b.v. 10.8=leeg.

Li-Ion idem van 4.2V naar 3.7 gaat relatief snel, dan houd de 3.7 volt lang aan en bij bijna leeg naar leeg gaat weer snel. Dus van 3.7 naar 3.0 (of 2.5) Dus dan is de 3.7 de nominale waarde. Da's ook een van de redenen dat je een accu beter of betrouwbaarder in Ah verbruik/lading kan meten dan met klemspanning.

Daar kun je niks van zeggen. Spanning varieert met belasting, temperatuur, ouderdom, chemie etc.

De nominale spanning komt wel in de buurt van de daadwerkelijke spanning, maar veel meer is het niet. Ik zou zeggen +/-10% of zo.

Maar er moet toch ooit bepaald zijn wat de nominale spanning van een cel is. Waarop is dit dan gebaseerd?
Loodzuur 2V
Li-ion 3,7V
LiFePo4 3,2V
NiCad 1,2V

Ha InHogereSferen,

Ik begrijp niet goed wat je bedoeld, elektriciteit bestaat zonder meer niet maar is het gevolg van een chemische reactie.
Is dat wat je bedoeld waar komt elektriciteit vandaan, of gaat het om de ijking van diverse bronnen ?

Groet,
Henk.

Dus bij li-ion 3,7V per cel. Als je dan wil weten hoeveel energie er in een 2500mA cel zit dan zou dit: 3,7 × 2,5 = 9,25Wh zijn.

En als je dan echt gaat meten dan zie je bijv 8.74Wh, en een ander exemplaar komt dan op bijv 9.01mAh en als je meet bij een andere temp krijg je bijv 9.5Wh.

Dus zowel de 3.7V als de 2.5Ah en ook de 9.25Wh zijn benaderingen die sterk variëren met de omstandigheden. Het heeft geen nut om dat op meerdere decimalen te bepalen zonder alle randvoorwaarden te benoemen.

Die cell-spanning wordt bepaald door de chemie van de accu. Elk element heeft zijn eigen waarde die wordt bepaald door het aantal protonen, neutronen, en elektronen en in welke banen die elektronen zich bevinden. Een accu is een samenstelvan een aantal elementen. Een ouderwetse loodaccu bestaat uit lood (Pb), swavel (S), waterstof (H), en zuurstof (O).

Als je echt in de accu zou gaan kijken vind je deze stoffen niet allemaal letterlijk terug. Eigenlijk vind je alleen het element lood als zodanig terug. Dat lood is dus ook een van de elektrodes. De andere elektrode is gemaakt van loodoxide, een verbinding tussen lood en zuurstof. De andere stoffen zijn H2SO4. Ook wel zwavelzuur genoemd en loodsulfaat, een verbinding tussen lood en zwavel.

Als je dan lood, loodoxide en zwavelzuur samenbrengt gaat er een chemische reactie plaatsvinden waarbij elektriciteit ontstaat. En bij die reactie ontstaat er ook weer een derde stof. Loodsulfaat. Uiteraard is de stof water waar alles in is opgelost ook nog aanwezig. Omdat water een verbinding is tussen waterstof en zuurstof, elementen die zich ook al in zwavelzuur bevinden zijn dat geen totaal vreemde elementen die de chemische reactie kunnen beïnvloeden.

Hier zijn de reactie vergelijkingen (Uit wiki gekopieerd) die in een lood Zwavelzuur batterij plaatsvinden:

In die reactie vergelijkingen staat ook hoeveel lading er wordt verplaatst. Daarmee kun je dus uitrekenen hoeveel de celspanning uiteindelijk wordt. Je kunt dan ook zien wat die spanning wordt als je andere stoffen (elementen) zou gaan gebruiken.

Tegenwoordig voegen ze vaak een beetje kalk of calcium (Ca) toe in de accu. Daardoor kan de accu met een iets hogere spanning (14,2 i.p.v. 13,8 volt) geladen worden. Ik heb hier de info bij wiki gestolen omdat ik het zelf niet zomaar meer even uit mijn mouw kan schudden. Voor mij is het inmiddels dertig jaar geleden dat hier op school mee aan het rekenen was. Ik kan de reactie vergelijking ook even niet maken met kalk erbij. Iemand met meer kennis van natuurkunde dan ik is daar beter in.

Dit soort info is overigen echt makkelijk te vinden. De eerste hit is meteen raak.

Hier is de link naar wiki: Accumulator.

Naast calcium kan er ook zilver en antimoon in een loodaccu zitten. De combinatie van zilver en calcium schijnt vrij gunstig te werken op de levensduur en de bestendigheid tegen hoge laadspanningen.

Op dezelfde manier heb je bij lithiumcellen ook varianten die nominaal 3,8V in plaats van 3,7V zijn. Subtiele doteringen, legeringen, etc. die de eigenschappen net even verbeteren.

Ha InHogereSferen,

Ik begrijp niet goed wat je bedoeld, elektriciteit bestaat zonder meer niet maar is het gevolg van een chemische reactie.
Is dat wat je bedoeld waar komt elektriciteit vandaan

Hier zijn de reactie vergelijkingen (Uit wiki gekopieerd) die in een lood Zwavelzuur batterij plaatsvinden:

Zo ingewikkeld wou ik het allemaal niet gaan maken :9

Ik bedoel gewoon: Op je volle 12,9V auto accu staat letterlijk, met tekst, nominaal 12V, op een volle 4,2V Li-ion cel staat letterlijk, met tekst nominaal 3,7V... etc...

Waar is deze nominale spanning op gebaseerd?

Het is niet de spanning van een volle of lege cel en het is ook niet de mediaan van de spanning van een volle en lege cel.

Dus mijn aanname was dat dit de gemiddelde spanning was, dus stel een accu heeft 100Ah, deze werd in de test in 20 uur leeg getrokken met een constante stroom. Tijdens deze test is er een gemiddelde spanning, mijn aanname was dus dat hier die 12V, 3,7V, 1,2V vandaan komt die op de batterij/cel staat.
Zo niet, waar is deze spanning dan op gebaseerd die ze erop zetten? Gewoon zomaar?

[Bericht gewijzigd door Anoniem op (12%)]

"De nominale spanning, ook wel bronspanning genoemd, is de spanning waarbij 50% van de energie nog aanwezig is in de cel."

Dat lijkt dus ook niet helemaal waar te zijn. Op een LiFePO4 camper accu staat 12,8V, in tekst, op de accu.
Bij 12,8V heeft de accu nog naar maximaal 20% van zijn capaicteit...
Waar is deze 12,8V op gebaseerd?

Ik denk dat u die vraag moet stellen bij de betreffende aanbieder.

De spanningen fungeren praktisch als een handelsaanduiding. Voor veel toepassingen moet naast de chemie en capaciteit de spanning ruw (b.v. het aantal cellen) juist zijn, anders werkt het betreffende systeem niet als bedoeld.

De aanduiding op een accu is niet de nominale spanning, maar de klemspanning:

"De markering op de batterij is de klemspanning op het laatste moment dat de batterij de stroom nog kan leveren die op de capaciteitsmarkering staat."

Op zaterdag 10 augustus 2024 11:11:22 schreef Arco:
De aanduiding op een accu is niet de nominale spanning, maar de klemspanning:

[...]

Wat is het verschil?

Het begrip nominale spanning lijkt me een historisch organisch gegroeid iets. Bij iedere batterij varieert de spanning in functie van wat er nog in zit.

Dus, om te kunnen uitwisselen heb je op zen minst een referentie nodig.

Ik merk dat in functie van de familie het begrip niet altijd hetzelfde betekend kwa ladingstoestand.

Bij oude types (lood, NicD) lijkt de nominale spanning zijn bepaald met iets als volgt: geladen en dan gemeten na een lange rustperiode, wanneer de spanning niet meer daalt.(uiteraard blijft ze dalen, maar vanaf een bepaald moment beduidend langzamer)

Mastervolt:

Accu
Een accu zet chemische energie om in elektrische energie en elektrische energie in chemische energie. De nominale spanning (celspanning) van een loodzuur accu bedraagt 2 V. Voor hogere spanningen worden cellen in serie geschakeld. Bijvoorbeeld 6 cellen van 2 V in serie geeft een nominale spanning van 12 V.

Het ligt er maar net aan welke bron je pakt?
Maar jij zegt dus: Een 100Ah (20hr) loodzuur accu kan 20 uur lang 5A leveren. Aangekomen bij 12V kan hij geen 5A meer leveren?

Geldt dit ook voor LiFePO4?
En ook voor Li-ion, NiCad, NiMH etc?

Op zaterdag 10 augustus 2024 11:54:09 schreef InHogereSferen:
Maar jij zegt dus: Een 100Ah (20hr) loodzuur accu kan 20 uur lang 5A leveren. Aangekomen bij 12V kan hij geen 5A meer leveren?

Het gaat erom bij welke klemspanning de accu geen 1C meer kan leveren.
Voor lood startaccu's is de Ah aanduiding wat minder zinvol, omdat je ze maar voor 35% mag ontladen. (anders holt de levensduur achteruit)

Die spanning is toch ook voor de helft marketingpraat
Als jij je loodzuur accu in de markt gaat zetten als 11,9V omdat je dat zo vastgesteld hebt volgens de definitie
Dan verkoop je niks

En de huidige loodzuur accu lijkt niet eens meer op degene toen vastgesteld werd dat hij 12v is

Voor de consument wordt er vaak gewoon 6, 12, of 24v op gedrukt. Dat is duidelijker en zaait geen twijfel. (die je wel krijgt bij afwijkende spanning)

En dát is nu precies wat bedoeld wordt met nominale spanning. Het is wat je de accu noemt. Nominaal betekent: volgens de naam.

Zo kun je gerust een 12V-loodaccu en een 12V-nikkelijzeraccu hebben. Ze zijn beiden 12 V nominaal; dat onderscheidt ze bijvoorbeeld van 24V-accu's.
Wie precies wil weten wat de spanning van beide accu's is onder verschillende belastingen, laadtoestanden, temperaturen..., die kan de specificaties raadplegen.

Als je ook bijv. vraagt 'wat is de netspanning in Oostenrijk', dan verwacht je als antwoord een nominale spanning: 'die is 230 V'.
Dat zegt niet zoveel over de wérkelijke, precieze spanning op dit moment, maar vertelt je wel wat voor verbruikers erop kunnen werken: verbruikers voor 230 V nominaal.

omdat je ze maar voor 35% mag ontladen.

Dat verschilt natuurlijk per accu, start accu, semi tractie accu of deep cycle accu. Zijn allemaal loodzuur accu's, allemaal nominaal 12V maar de één mag je echt wel dieper ontladen dan de ander.

En de huidige loodzuur accu lijkt niet eens meer op degene toen vastgesteld werd dat hij 12v is

Oke, dus het is iets van vroeger, en gewoon overgenomen?

Want ik heb het niet alleen over loodzuuraccu's maar echt elke accu of cel heeft een 'bekende' nominale spanning.

Loodzuur 2V
Li-ion 3,7V
LiFePo4 3,2V
NiCad 1,2V

Ik was gewoon benieuwd hoe blijkbaar elke fabrikant het eens met elkaar was dat x de nominale spanning is.

Ik had verwacht dat daar wel een verklaring voor zou moeten zijn, maar de verklaring kan dus gewoon per cel of accu verschillen?

Ha InHogereSferen,

De nominale spanning wordt meestal berekend op basis van de chemie van de batterijcellen zie @Ex-fietser.
Elk type batterijchemie – lithium-ion, nikkel-cadmium of loodzuur – heeft een karakteristiek spanningsbereik.
De nominale spanning ligt doorgaans in het midden van dit bereik zo simpel denk ik dat het is.
De nominale spanning zal over een tijdsspanne veranderen door veroudering.

Groet,
Henk.

Op zaterdag 10 augustus 2024 13:22:00 schreef InHogereSferen:
[...]
Dat verschilt natuurlijk per accu, start accu, semi tractie accu of deep cycle accu.

Ik zeg toch ook duidelijk startaccu?