Je dierbare smartphone, die bij aanschaf nog met gemak een etmaal meeging na het opladen, houdt er nu na een halve dag dienst al mee op. Hoe komt dat? En hoe kun je dat voorkomen?

Kijk ook op Quest.nl

De batterijen van nu werken in feite nog altijd op dezelfde manier als de eerste batterij ooit, gemaakt door de Italiaan Alessandro Volta.

In het jaar 1800 bouwde hij een toren van zink- en koperplaatjes, gescheiden door papier gedrenkt in een zoutoplossing. De bovenkant en de onderkant verbond hij met metaaldraad. Pakte je die draad vast, dan kreeg je een schok. De eerste batterij was geboren.

Weinig veranderd

Zink, koper en een zoutoplossing. Dat is blijkbaar alles wat je nodig hebt voor een batterij. Dat werkt zo: zodra je de metalen in een zoutoplossing plaatst en verbindt met een metaaldraad, stromen er negatief geladen elektronen door de metaaldraad van het zink naar het koper: stroom. De koperkant wordt daardoor negatiever, maar heeft liever een neutrale lading. Daarom gaan er tegelijkertijd positieve deeltjes van het zink naar het koper. Deze deeltjes noemen we ionen en reizen niet via het metaaldraad, maar door de zoutoplossing. Na een tijdje zijn er geen ionen meer beschikbaar aan de zinkkant: ze zijn allemaal verhuisd naar het koper. De batterij is leeg.

De huidige batterijen in bijvoorbeeld je telefoon werken op eenzelfde manier, al zijn de materialen anders. Hier reizen geen zinkionen van zink naar koper, maar lithiumionen van grafiet naar (meestal) lithiumkobaltoxide.

Een groot verschil met de batterij van Volta is dat je de processen in je telefoonbatterij kunt omkeren. Simpel gezegd: je kunt de batterij weer opladen. Steek de stekker in het stopcontact en de elektriciteit dwingt de lithiumionen naar waar ze vandaan kwamen: je batterij is weer vol.

Batterij brokkelt af

Helaas kun je niet oneindig vaak opladen. Als je al een tijdje dezelfde smartphone hebt, zul je dat gemerkt hebben: de batterij gaat minder lang mee dan voorheen. Marnix Wagemaker onderzoekt lithiumbatterijen aan de Technische Universiteit Delft, en legt uit hoe dat komt. "Deels komt dat doordat de stoffen in de zoutoplossing door een chemische reactie afbreken. De lithiumionen kunnen hierdoor minder goed naar de andere kant stromen." Daar is niet veel aan te doen, volgens Wagemaker.

Daarnaast ‘ademt’ de batterij. "Zowel het grafiet als de lithiumkobaltoxide krimpt en zwelt tijdens het opladen en ontladen. Dat komt doordat ze dan ionen opnemen of juist afstaan. Al dat gekrimp en gezwel zorgt voor scheurtjes in de materialen, waardoor er stukjes afbrokkelen en nutteloos worden." In die afgebrokkelde stukjes kunnen geen ionen meer worden opgeslagen. Een beetje zoals een trein die het met een wagon minder moet doen, heeft de batterij minder capaciteit en is hij sneller leeg.

Hitte is funest

Voorkomen dat je batterij slechter wordt, zal nooit lukken. Maar met een beetje zorg en aandacht kun je de achteruitgang wel vertragen. Bijvoorbeeld door je telefoon nooit helemaal op te laden en niet aan de lader te laten zitten als de batterij vol is. "Het kost meer voltage om de laatste lithiumionen terug te proppen naar waar ze vandaan kwamen", vertelt Wagemaker. Net zoals het makkelijker is om in een lege trein stappen, dan om je door een mensenmassa heen te wurmen. De hoge spanning is niet goed voor de vloeistof in de batterij.

Ook snelladen gebeurt met een hoger voltage en is dus onverstandig. Daarnaast kan een hoge temperatuur de vloeistof beschadigen. Leg je telefoon dus nooit in vensterbank met de zon erop.

En moet je je telefoon helemaal laten leeglopen voordat je hem weer (onvolledig) oplaadt? Op internet lees je vaak dat zo’n ‘full discharge’ schadelijk kan zijn, maar volgens Wagemaker heeft het nauwelijks invloed op hoelang lithium-ionbatterijen meegaan.

Tot slot een tip voor als je een nieuwe telefoon hebt, maar je oude wilt bewaren: leg hem niet weg met een volle batterij. "Een volle batterij houdt die spanning als het ware vast." En die spanning is niet goed voor de batterij. Voor de zekerheid kun je hem het best halfvol wegleggen.

Kijk ook op Quest.nl