Er zijn twee soorten accu’s voor de elektrische bootmotor: loodaccu’s en lithiumaccu’s. Ze hebben elk hun eigen kenmerken op het gebied van gravimetrische energiedichtheid, volumetrische energiedichtheid, levensduur, prijs, toepassingsmogelijkheden, overheidsbeleid enzovoort.
De huidige energiedichtheid van lithiumaccu’s ligt doorgaans tussen 200 en 260 Wh/g, tegenover 50 tot 70 Wh/g voor loodaccu’s. De gravimetrische energiedichtheid van lithiumaccu’s is 3 tot 5 keer zo hoog als die van loodaccu’s. Dat betekent dat een loodaccu bij dezelfde capaciteit 3 tot 5 keer zo zwaar is als een lithiumaccu. Lithiumaccu’s hebben dus een duidelijk voordeel als het gaat om het gewicht van energieopslagsystemen. De volumetrische energiedichtheid van een lithiumaccu is doorgaans ongeveer 1,5 keer zo hoog als die van een loodaccu. Bij dezelfde capaciteit is een lithiumaccu daarom ongeveer 30% kleiner dan een loodaccu. De populairste materiaalsoorten zijn momenteel ternair en lithium-ijzerfosfaat. Ternaire lithiumaccu’s voor aandrijving hebben doorgaans een levensduur van meer dan 500 laadcycli. Voor lithium-ijzerfosfaataccu’s is dat meer dan 600 cycli. Loodaccu’s gaan meestal slechts 300 tot 350 cycli mee. Een lithiumaccu gaat dus ongeveer 1 tot 2 keer zo lang mee als een loodaccu.
Toch worden loodaccu’s nog altijd gebruikt in sommige grotere machines, zoals auto’s en rubberboten voor de visserij. Uit onderzoek blijkt dat 86% van de klanten voor loodaccu’s kiest. Lithiumaccu’s zijn licht, compact en hebben een lange levensduur. Waarom gebruiken mensen dan nog steeds loodaccu’s?
1. Goede toepasbaarheid
Loodaccu’s presteren goed bij lage temperaturen en kunnen hoge stroomsterktes leveren. Bij een ontlading met een snelheid van 10C bij een temperatuur van -10 °C blijft de spanning langer dan 90 seconden boven de 10 V. Daarmee zijn ze bestand tegen de zware omstandigheden in de meeste gebieden. Lithium-ionaccu’s presteren veel slechter bij lage temperaturen. Hun ontladingsprestaties nemen dan sterk af, waardoor ze in koude gebieden moeilijk praktisch toepasbaar zijn. Ook kunnen ze hoge stroomsterktes leveren: bij het starten van een motor is de stroomsterkte op dat moment relatief hoog en bij krachtige motoren kan die nog hoger zijn. De huidige materialen voor de positieve en negatieve elektroden van lithium-ionaccu’s zijn grafiet en lithiumkobaltoxide. Geen van beide is geschikt als elektrode voor hoog vermogen. De prestaties nemen sterk af bij hoog vermogen. Lithiumaccu’s zijn daarom niet geschikt voor gebruik in omgevingen met lage temperaturen. Loodaccu’s presteren daar veel beter.
2. Goede veiligheid
Van de huidige accusystemen behoren loodaccu’s tot de veiligste.
1) Dankzij hun hoge stroomcapaciteit is de kans op ongelukken klein.
2) Zelfs bij een ongeluk bestaan de materialen van de positieve en negatieve elektroden uit loodverbindingen. Ook de elektrolyt is een zwavelzuuroplossing. Deze stoffen zijn niet brandbaar en kunnen alleen ervoor zorgen dat omliggende onderdelen vlam vatten. Het materiaal van de negatieve elektrode van een lithium-ionaccu is grafiet, een koolstofmateriaal dat brandbaar is. De elektrolyt bestaat uit een estersolvent en een lithiumzout. Het estersolvent is niet alleen brandbaar, maar ook zeer vluchtig. Bij vrijkomen van veel warmte of een botsing kan het in brand vliegen of zelfs exploderen. Botsingen zijn onvermijdelijk wanneer je met een boot vaart. De gevolgen van een explosie zijn dan niet te overzien.
3) Bij een hoge ontlaadstroom kunnen zich lithiumdendrieten vormen op de negatieve elektrode van lithium-ionaccu’s. Dit kan een interne kortsluiting veroorzaken en de accu laten exploderen. Dit wordt algemeen erkend in de lithiumaccu-industrie. Daarnaast zijn er nog veel andere problemen. Een groot probleem is de stabiliteit van het elektrodemateriaal, die wordt beïnvloed doordat de accu langdurig een hoge laadstatus (SOC) heeft.
3. Lage kosten
Loodaccu’s zijn ongetwijfeld het goedkoopst. De eisen voor de elektrodematerialen, elektrolyten en assemblageomgeving zijn veel minder streng dan bij lithium-ionaccu’s. Bij dezelfde capaciteit kost een lithiumaccu ongeveer 3 tot 5 keer zoveel als een loodaccu. Met het geld voor één lithiumaccu kun je 3 tot 5 loodaccu’s kopen. Lithiumaccu’s gaan wel langer mee, maar voldoen nog lang niet aan de verwachtingen van klanten.
4. Uitstekend recyclebaar
Vaak wordt gezegd dat loodaccu’s het milieu vervuilen en lithium-ionaccu’s milieuvriendelijk zijn. Dat is een groot misverstand. Het grootste voordeel van loodaccu’s is momenteel het recyclingsysteem. Loodaccu’s worden gebruikt in motoren en als startaccu. Voor beide toepassingen is de inzameling goed geregeld: gebruikers brengen hun accu naar een speciaalzaak om deze te laten vervangen. Waarom? Je kunt je oude accu inruilen en geld krijgen voor de aankoop van een nieuwe! Lithium-ionaccu’s bevatten minder zware metalen. Alleen het materiaal van de positieve elektrode bevat kobalt. Wereldwijd worden er echter veel lithium-ionaccu’s gebruikt. Op de lange termijn blijft dat een probleem, maar er is geen systeem dat zich hiermee bezighoudt en er is geen regeling voor de recycling van lithiumaccu’s.
Kortom: lithiumaccu’s zijn klein, licht en hebben een lange levensduur, maar worden nog vooral gebruikt in mobiele telefoons, tablets en computeraccu’s. Grote apparaten op de markt maken momenteel gebruik van loodaccu’s. Wat betreft toepasbaarheid, veiligheid en kosten zijn loodaccu’s nog steeds geschikter als energiebron voor elektrische bootmotoren.
