Einde van het loodzuur-tijdperk?

Lithium-ionbatterijen lijken een steeds prominentere plaats in te nemen in het aanbod van magazijntrucks. Betekent dit dat het einde van het loodzuur-tijdperk is ingezet? Voorlopig niet, zo blijkt uit een rondvraag bij enkele prominente leveranciers, al gaat men er wel van uit dat Li-ion technologie vroeg of laat de norm zal worden. De voedings- en de farmaceutische industrie nemen momenteel het voortouw.

“We zien in de farmaceutische industrie en de voeding de grootste interesse in Li-ion”, zegt Jimmy Henrard, sales engineer bij Toyota Material Handling. “Een nadeel van loodzuurbatterijen is dat er bij het laden vergassing optreedt. Lithium-ionbatterijen hebben dat niet, zodat men de trucks in de productieruimte kan laden, zonder schadelijke emissies. Bij de vergelijking tussen loodzuurbatterijen en lithium-ion wordt vooral gesproken over het tussentijds laden, maar de vraag hiernaar is kleiner dan verwacht. Het feit dat er geen vergassing optreedt, blijkt veel relevanter te zijn. We hebben bijvoorbeeld een klant in de voedingsindustrie die tijdens de bouw stapelaars geplaatst heeft op de tweede verdieping. Die kunnen dankzij lithium-ionbatterijen ter plaatse opgeladen worden en hoeven de ruimte waarin ze werken, nooit meer te verlaten.”

Opportuniteitsladingen

Die vergassing tijdens het laden is een fenomeen dat met opzet gecreëerd wordt door de spanning over de cellen bij het laden op te voeren tot bijvoorbeeld 2,6 Volt, wat hoger is dan 2,14 V, de eigenlijke celspanning in loodzuurbatterijen. Door die hoge spanning treedt er een elektrolysereactie op waarbij een deel van het zuur in de batterij verdampt. Die actie brengt op zijn beurt het elektrolyt in de batterij in beweging, en dat is de reden waarom vergassing wordt toegepast. Zonder het elektrolyt te mengen zou men bij de elektrodes verhoogde zuurconcentraties krijgen, wat de platen zou aantasten en dus nadelig zou zijn voor de levensduur van de batterij.

Dat verklaart meteen ook een ander nadeel van loodzuurbatterijen, namelijk dat ze elke keer volledig opgeladen moeten worden. Tussentijds een batterij een beetje bijladen – zogenaamde opportuniteitsladingen – is bij loodzuurbatterijen erg nadelig voor de levensduur.

Bij lithium-ion batterijen is het tegendeel waar. Bij dat type batterij is het zelfs bevorderlijk voor de levensduur dat er wat variatie in de laadcycli zit. Elke opportuniteitslading geldt dan wel als een bijkomende cyclus maar bij Li-ion ligt het aantal cycli dat een batterij tijdens zijn levensduur aankan, vele malen hoger dan bij loodzuurbatterijen.

Loodzuurbatterijen met dunne platen

“Dat men tussenladingen kan toepassen bij lithium-ion batterijen kan interessant zijn voor bedrijven die in twee of drie ploegen werken”, stelt Jimmy Henrard. “Bij loodzuurbatterijen wordt dat opgelost door de batterij na elke shift te wisselen. Bij lithium-ionbatterijen hoeft dat niet meer omdat elke pauze gebruikt kan worden om de batterij een beetje bij te laden.”

Op zich bespaart men bij Li-ion dus de kost van een extra batterij, maar dat argument alleen is onvoldoende om de overstap te maken aangezien Li-ion batterijen in aankoopprijs nog steeds een factor vier of vijf duurder zijn dan loodzuurbatterijen. Bovendien zijn er nog andere alternatieven.

Jimmy Henrard: “We hebben klanten die speciale loodzuurbatterijen zoals de XFC van EnerSys kiezen. Die batterijen zijn zo ontwikkeld dat ze veel sneller opladen en ook beter bestand zijn tegen tussenladingen. Ze kosten wel iets meer dan gewone loodzuurbatterijen, maar de meerkost is niet te vergelijken met die van Li-ion.”

Dergelijke speciale loodzuurbatterijen hebben dunne platen als elektrodes en zijn zo opgebouwd dat er minder snel stratificatie in het elektrolyt optreedt.

Levensduur van de heftruck

Cruciale factor in de keuze tussen loodzuur en lithium-ion is uiteraard het verschil in kostprijs, maar dat wordt al snel een verhaal met vele aspecten.

“Een kostenvergelijking is alleen zinvol wanneer men de hele levensduur van de heftruck bekijkt”, stelt Jörn Erdmann, manager communicatie bij Crown. “Een directe vergelijking van de batterijkosten gaat niet op, omdat een kleine Li-ion batterij bijvoorbeeld twee loodaccu’s met een gemiddelde capaciteit kan vervangen. Andere kostenvoordelen, zoals de besparing die wordt gerealiseerd doordat de batterijen niet gewisseld hoeven te worden en de lagere onderhoudskosten, moeten ook over de hele gebruiksduur bekeken worden. Daarbij komt nog de lagere infrastructuurkost omdat er geen afzonderlijke laadruimtes meer nodig zijn.”

Toch ziet men bij Crown de hogere kost van Li-ion technologie nog steeds als een belangrijke drempel. Het bedrijf biedt wel al een hele reeks trucks met Li-ion voorbereiding aan, maar volgens Jörn Erdmann zullen loodaccu’s zelfs op middellange en lange termijn vooralsnog de standaard blijven. “Vooral bij intensief heftruckgebruik, zoals bij ploegendienst met verwisselbare batterijen, kan het gebruik van Li-ion technologie wel snel vruchten afwerpen.”

Batterij als tegengewicht

Een factor in de Total Cost of Ownership die vaak onderschat wordt, is het onderhoud.

Bij de vergassing tijdens het laden gaat telkens een deel van het elektrolyt verloren. Daardoor moet een loodzuurbatterij regelmatig bijgevuld worden met gedemineraliseerd water.

Het is iets wat vaak vergeten wordt, stellen Kristof Vlaeminck en Laurent Steyaert die als aankopers bij TVH Group onder meer verantwoordelijk zijn voor batterijen. “Als een batterij niet bijgevuld wordt, loopt ze onherroepelijk schade op. Lithium-ion batterijen vergen geen onderhoud. Bovendien laden ze sneller op en zijn ze energiezuiniger.”

Bij TVH Group is men er om die redenen van overtuigd dat de omschakeling naar Li-ion er zal komen. “Kijk naar de evolutie in de autosector. Uiteindelijk heb je een paar triggers nodig, en dan zal opeens iedereen de overstap maken.”

Voorlopig ziet men, net als bij de andere leveranciers, lithium-ion batterijen vooral opduiken in kleinere trucks zoals stapelaars en handpallettrucks. Bij zwaardere heftrucks begint het verschil in investeringskost door te wegen in het nadeel van Li-ion, en er is nog een aspect: “In heftrucks wordt de batterij mee gebruikt als tegengewicht. Lithium-ion batterijen zijn lichter, wat dus betekent dat men een bijkomend gewicht moet toevoegen om dit verschil te compenseren. De voordelen die men dan nog heeft, wegen niet op tegen de hogere kostprijs.”

Combinatie met zonnepanelen

Volgens Jimmy Henrard van Toyota Material Handling zal veel afhangen van hoe de prijs van lithium-ion batterijen zal evolueren: “De evoluties in de auto-industrie kunnen ervoor zorgen dat de prijs drastisch gaat dalen. Een bijkomend punt is wel dat bedrijven dan ook hun laadinfrastructuur moeten vernieuwen. Lithium-ion batterijen kunnen veel sneller opgeladen worden, maar dan moet het elektriciteitsnet dit ook aankunnen. Lithium-ion is volgens mij een perfecte technologie om in te zetten in combinatie met zonnepanelen. Het beleid van groenestroomcertificaten zal dus mee bepalen wanneer definitief de overstap van loodzuur naar lithium-ion gemaakt wordt.

© Productivity.be, 25/01/2017, Tekst: Erwin Vanvuchelen, Foto: Toyota Material Handling


Feel free to share

Newsletter

News

Emerson’s New Comprehensive Automation Platform Empowers Decisive Action from Plant to Enterprise

Three trends set to drive cyber-attacks in 2024

Apptronik and Mercedes-Benz Enter Commercial Agreement

The All Electric Society Arena points the way to a carbon-neutral industrial society

Machine manufacturers showcasing security solutions for digital grinding processes at GrindingHub

New Level and Flow Controller Reduces Complexity in Water and Wastewater Applications


Agenda

27/03 - 28/03: Design to Manufacturing (D2M), Kortrijk Xpo (B)

15/04 - 19/04: Wire/Tube, Düsseldorf (D)

22/04 - 26/04: Hannover Messe, Hannover (D)

14/05 - 16/05: Advanced Manufacturing, Antwerp Expo (B)

15/05 - 16/05: Advanced Engineering, Antwerp Expo (B)

15/05 - 16/05: Food Tech Event, Brabanthallen, 's-Hertogenbosch (Nl)

28/05: Industrie & Maintenance, Namur Expo (B)

05/06 - 06/06: Vision, Robotics & Motion, Brabanthallen, 's-Hertogenbosch

10/06 - 14/06: ACHEMA, Frankfurt am Main (D)

18/09 - 19/09: Kunststoffen, Brabanthallen 's-Hertogenbosch (Nl)

08/10 - 11/10: Motek, Stuttgart (D)

15/09/25 - 19/09/25: Schweissen & Schneiden, Messe Essen (D)

08/10/25 - 15/10/25: K, Düsseldorf (D)