(Oplaadbare) batterijen zijn in principe stroom leverende elektrochemische cellen. Een batterij kan stroom leveren aan een mobiele apparatuur, zoals een elektrische fiets. Vanzelfsprekend is het verschil tussen oplaadbare batterijen en normale batterijen dat het eerste soort hergekbruikt kan worden. Men kan deze batterijen opladen door de batterij te verbinden aan een elektrische spanningsbron. Hierdoor wordt het chemisch proces in de batterij tijdelijk omgedraaid dan wanneer deze ontlaadt. Belangrijk hierbij is dat de spanning en afmeting van beide zaken gelijk moet zijn. In feite is een oplaadbare batterij dus een plaatsvervangende accu. Met deze reden wordt op ANSSfietsaccu.nl regelmatig gewisseld tussen deze termen.
De snelle ontwikkeling van de afgelopen jaren op het gebied van accu’s heeft een sterke boost gekregen door de noodzaak ervan. Deze noodzaak is gecreeerd door het intensief gebruik van laptops en mobiele telefoons.

De eerste typen batterijvervangende accu's waren gebaseerd op nikkel-cadmium. Deze cel heeft een aanmerkelijk lagere spanning (1,2 V) dan de traditionele batterij gebaseerd op zink (1,5 V). De spanning bij gebruik van de zinkcel is echter in de praktijk lager. (Bijvoorbeeld, in een 4,5 volt zaklamp worden 3,5 volt lampjes gebruikt.) Hierdoor voldeed de nikkel-cadmiumcel redelijk. Voor veeleisende toepassingen waarvoor alkalinecellen worden aangeraden zoals digitale camera's, waren ze slecht bruikbaar. De nieuwere nikkel-hydrideaccu's hebben een iets hogere spanning (boven 1,4 V) en kunnen overal met succes worden ingezet. Overigens worden nikkel-cadmiumaccu's steeds minder gebruikt vanwege de grote giftigheid. De nieuwere lithium-ionaccu's kunnen helemaal niet als vervanging voor een batterij worden gebruikt, evenmin als lood-accu's, doordat de spanning veel te hoog is.

Sommige apparaten (bijvoorbeeld telefoons) worden geleverd met een accublok volgens specificaties van de fabrikant. Vervanging is vaak duur. Zo'n accublok bevat echter vaak NiCd- of NiMH-accu's van het standaardformaat.

 

Loodaccu uit een auto

Gelaccu

Het oudste type accu, dat nog steeds gebruikt wordt, is de loodaccu, ook wel lood-zwavelzuurbatterij of lood-zuurbatterij genoemd. Doordat de spanning niet overeenkomt met die van standaard batterijen kan deze niet gebruikt worden als vervanger van een eenmalige batterij. Deze is van het natte-celtype en bevat vloeistoffen in niet-afgesloten containers, zodat de accu te allen tijde rechtop dient te staan. De ruimte waarin hij zich bevindt moet goed geventileerd worden, vanwege de explosieve combinatie van zuurstof en waterstof die vrijkomt als de accu wordt overladen. De lood-zuuraccu is ook relatief zwaar in verhouding tot de hoeveelheid energie die hij kan leveren. De energiedichtheid van dit soort accu is het laagst van alle oplaadbare accu's: 30 Wh/kg. Ook de vermogensdichtheid is het laagst: 75 W/kg accu. De energiedichtheid geeft aan hoeveel energie er per kilogram accu opgeslagen kan worden. De vermogensdichtheid staat voor de arbeid per seconde die de accu per kilogram kan leveren. Bij deze accu beide niet veel. Desondanks wordt dit type accu veel gebruikt, vooral vanwege de lage productiekosten en de grote elektrische stroom die hij kan leveren. Een duurder type lood-zuurbatterij, de gelbatterij, bevat een elektrolyt die is geïmmobiliseerd in de vorm van gel.

Enkele NiCd-batterijen

De NiCd-accu is een droge accu. Dit betekent dat er geen vloeistoffen in de accu aanwezig zijn. Het grootste nadeel van de NiCd-batterijen is het gebruik van het giftige cadmium.

Enkele NiMH-batterijen

NiMH-accu

De NiMH-batterijen kunnen minder goed tegen te lage en te hoge temperaturen. Bij lage temperaturen verliest de batterij zijn lading en bij hoge temperaturen raakt de batterij beschadigd. Bij welke temperatuur dat gebeurt hangt sterk af van het merk en de kwaliteit. Een NiMH-batterij kan beter niet volledig ontladen worden. Bij elektronische apparatuur is dat geen probleem, doordat deze apparatuur zichzelf tijdig uitschakelt, maar bij een zaklantaarn met een gloeilampje kan de batterij volledig ontladen worden. Bij normaal gebruik gaat de NiMH-batterij korter mee dan een NiCd-batterij. De energiedichtheid van Ni-MH accu's ligt tussen die van NiCd-accu's en Li-ionaccu's in: 60 Wh/kg. De vermogensdichtheid is het laagst van de 3 soorten: 175 W/kg.
De eerste NiMH-batterijen konden weinig stroom leveren en hadden een lage capaciteit. In de jaren 2000 tot 2006 verbeterde de capaciteit en de te leveren stroom sterk voor batterijen van dezelfde grootte. Er kwamen accucellen beschikbaar met een capaciteit van 15 Ah.
Doordat de gewone NiMH- en de NiCd-batterijen een vrij grote zelfontlading hebben, zijn deze niet geschikt voor apparaten die maar weinig stroom gebruiken (zoals afstandsbedieningen en klokken). Vanaf 2008 zijn er echter verschillende soorten van deze NiMH-batterijen met een veel lagere zelfontlading te koop, vaak aangeduid met de generieke Engelse term "low self discharge" of de afkorting "LSD", die wel voor dit type toepassing geschikt zijn. Voorbeelden van LSD-NiMH batterijen zijn de Recyko+ serie van fabrikant GP, de Eneloop-serie van fabrikant Sanyo, de Imedion-serie van Maha. Overigens kunnen de LSD-varianten gewoon in een standaard NiMH-lader opgeladen worden. Na een jaar zonder gebruik heeft een opgeladen LSD-NiMH-accu nog ongeveer 85 procent van de originele capaciteit beschikbaar, terwijl een normale NiMH tegen die tijd door zelfontlading helemaal leeg is.

De Li-ionaccu kan meer lading bevatten dan de NiCd- en de NiMH-batterij. Per kilogram accu kan de grootste hoeveelheid energie opgeslagen worden (140 Wh/kg). In het laboratorium kan bij een testopstelling de Li-ionaccu ook veel vaker opgeladen worden. Een duurdere constructie met een polymeer heeft nog betere eigenschappen. Met name de vermogensdichtheid ligt een stuk hoger: 300 W/kg. Dat betekent dat er veel energie in korte tijd geleverd kan worden.
In de praktijk blijkt de Li-ion echter kwetsbaar. Bij veel apparaten zit een Li-ionaccu vast ingebouwd. Indien de batterij stuk gaat, is het niet altijd rendabel om nog een nieuwe accu te kopen. Vanwege de chemische samenstelling is het mogelijk dat Li-ionaccu's bij een defect tot zelfontbranding komen. Daarbij komt zuurstof vrij waardoor er flinke steekvlammen kunnen ontstaan. Maar wanneer de originele lader voor de Li-ionaccu gebruikt wordt en de accu wordt gebruikt waar hij voor bedoeld is, is de kans op schade zeer klein. Een ander (minder bekend) nadeel is dat de Li-ionaccu zijn capaciteit al begint te verliezen, onmiddellijk nadat hij gefabriceerd is. Bij 25 graden Celsius is dit ongeveer 20 % per jaar en dit loopt op bij hogere temperaturen. Door dit chemisch verval gaat bijvoorbeeld een laptopaccu slechts 3 tot 5 jaar mee.

Natrium-zwavel (NaS)

Een groot nadeel is echter dat de accu op een hoge temperatuur moet worden gehouden, minstens 300 graden, ook als de accu niet in gebruik is. De accu is daarom voorzien van weerstandsdraden die door de accu zelf gevoed moeten worden. Het spreekt vanzelf dat de accu hierdoor een hoge zelfontlading heeft.

Geheugeneffect

Uit Wikipedia , de vrije encycloprdie

Het geheugeneffect bij oplaadbare batterijen is een verschijnsel waarbij de capaciteit van de batterij lager lijkt te worden.
Het echte geheugeneffect
Het echte geheugeneffect treedt uitsluitend op bij NiCd-cellen als gevolg van vele malen ontladen tot exact het zelfde ladingsniveau gevolgd door volledig opladen.

Luie batterij
Een ander fenomeen (in het Engels aangeduid met voltage depression, teruglopende celspanning of lazy battery effect, luie-batterij-effect) heeft ook schijnbare capaciteitsvermindering van cellen tot gevolg; oorzaak is te lang opladen. De celspanning is dan bij dezelfde restlading lager dan zij hoort te zijn; apparatuur die de batterijspanning meet zal daarom al uitschakelen voordat de cel leeg is, vanwege de te lage spanning. De gebruiker zal dan concluderen dat de capaciteit van de cel is verminderd.

Dit kan ongedaan worden gemaakt door individuele cellen te ontladen tot 1 Volt. Verder ontladen is zinloos en verkort de levensduur van de cel, zeker bij spanningen onder 0,6 Volt. Bij ontladen van samengestelde accubatterijen (die dus uit meer dan 1 cel bestaan) kan nog makkelijker beschadiging optreden: de cellen zijn in de praktijk niet helemaal gelijk, er zal altijd 1 cel als eerste leeg zijn en die kan bij voortgezet ontladen zelfs "omgekeerd" worden opgeladen (omgepoold) en beschadigd raken, voordat de totale spanning onder 1 Volt per cel komt. De levensduur kan daardoor teruglopen tot enkele laad/ontlaadcyclussen waarna de hele accubatterij onbruikbaar is. Li-Ioncellen zijn hier veel slechter tegen bestand dan NiCd- en NiMH-cellen; dat is de reden dat bij veel toepassingen van Li-ioncellen de oplaad-elektronica elke individuele cel in de gaten houdt. NiMH-cellen zijn gevoeliger voor te ver ontladen dan NiCD-cellen.

Verminderde prestaties van oplaadbare batterijen worden vaak toegeschreven aan dit effect, en daarbij wordt dan wel vermeld hoe dit te verhelpen (door ontladen, wat echter ook nadelig kan zijn), maar niet hoe het te voorkomen is (nl. niet te ver opladen).

Oorzaken van capaciteitsvermindering

Verminderde prestaties van oplaadbare cellen worden in het algemeen niet veroorzaakt door het geheugeneffect maar door:
•    bij het laden (bij gebruik van goede batterijladers treden deze oorzaken niet op):
o    te ver/te lang opladen
o    te hoge temperaturen
o    te snel opladen (te hoge laadstroom)
•    bij het gebruik:
o    te ver ontladen (hetgeen wel wordt gedaan om het geheugeneffect teniet te doen)
o    zeer lage gebruikstemperaturen
o    te zwaar belasten (teveel stroom trekken)
o    normale veroudering

Indien batterijen op de juiste wijze worden opgeladen en gebruikt, en niet te ver worden ontladen, zullen geheugeneffect en voltage depression niet optreden.