blog

Oplaadbare batterijen voor logistieke toepassingen

Distributie

Oplaadbare batterijen voor logistieke toepassingen
Batterijen

De markt van oplaadbare accu’s en batterijen groeit ieder jaar, ook in de logistieke sector. Steeds meer mobiele en draadloze ICT toepassingen maken gebruik van oplaadbare batterijen. Joke Pluym, Honeywell Batteries, vertelt meer over de gebruikte technieken van “portable power solutions” en de gevolgen voor het milieu.

De markt van oplaadbare accu’s/batterijen groeit ieder jaar met circa 15 procent. Dit omdat er steeds meer nieuwe draagbare/ portable toepassingen worden ingezet. De mobiele telefonie is met afstand de grootste verbruiker van oplaadbare batterijen, maar wordt snel ingehaald door de inzet van laptops, MP3 spelers, digitale camera’s, portofoons, videocamcorders, oplaadbare schroevendraaiers en portable terminals. Deze mobiele trend is ook meer en meer waarneembaar in de logistieke wereld waar steeds meer mobiele en draadloze ICT toepassingen ingezet. Kijk naar de handterminals met geïntegreerde barcode scanner en de mobiele printers die een bonnetje of label moeten kunnen uitprinten “on the Point of Action”. Toepassingen bij de snelle pakketdiensten, logistiek dienstverleners, meteropname bij gas/waterbedrijven, bestellingopname in cafés en restaurants, de vakkenvullers bij de grootwinkelbedrijven en nog heel veel andere mobiele toepassingen.

 

Betere batterijen

Honeywell Batteries USA is gespecialiseerd in de verbetering van de oplaadbare batterijen/accu’s, die standaard bij de handterminals geleverd worden. De voornaamste verbetering is meer capaciteit in de batterijen, zodat er langer (grotere autonomie) met de apparatuur gewerkt kan worden. Tevens hoeven er minder vaak batterijenwissels plaats te vinden en kunnen de mensen ongestoord hun “shift” afmaken. De mensen zijn zo langer inzetbaar en kunnen meer presteren. Verdere voordelen zijn dat de apparatuur minder slijt (contactpuntenslijtage) door het wisselen van de batterijen en dat het vaker per dag opstarten van de apparatuur komt te vervallen. Er zijn dus ook minder IT-mensen nodig binnen de organisatie omdat die minder gestoord worden met batterijproblemen. Berekeningen van onafhankelijke bedrijven geven aan dat bij efficiënt batterij gebruik je significante besparingen kunt realiseren.

 

Al deze bovenstaande ontwikkelingen zorgen voor nieuwe investeringen en uitvindingen op het gebied van “portable power solutions” waarbij in de naaste toekomst ook brandstofcellen ingezet gaan worden. Hieronder volgt een uitleg van de portable power technology en van de brandstof cellen.

 

Nikkel Cadmium & Nikkel Metaal Hybride

Ook al wordt er ieder jaar voorspeld dat het “einde” in zicht is van de NiCd- en NiMH-batterijen, toch hebben ze een groot aandeel in draagbare apparatuur. NiCd is nog steeds dominant aanwezig bij de “power tools” zoals schroevendraaiers en boormachines. Zelfs na de introductie van Li-Ion batterijen blijven er nieuwe apparaten komen die gebruikmaken van NiCd batterijen en dat zal nog wel ongeveer 2 tot 4 jaar blijven doorgaan. NiCd wordt altijd nog in 2/3 van de draagbare huistelefoons gebruikt en de rest hiervan wordt met NiMH batterijen uitgerust.

 

NiMH wordt veel meer gebruikt bij andere vormen van accu’s/batterijen. Alle hybride auto’s (Toyota/Lexus en anderen) maken gebruik van NiMH high-rate cellen. Deze twee chemische technieken zijn de goedkoopste om te produceren maar zullen binnen afzienbare tijd door andere minder vervuilende chemische technieken vervangen worden. Beide chemische technieken zullen verder doorontwikkeld worden waarbij de kostprijs verder zal dalen en de capaciteit wordt vergroot.

 

De invoering van Li-Ion batterijen zal een halt roepen aan de verdere ontwikkeling van deze milieu onvriendelijke technieken. NiCd batterijen zullen dan ook het eerst verdwijnen door de Nederlandse wetgeving.

 

Lithium Ion

Li-Ion wordt ingezet in alle nieuw op de markt gebrachte portable terminals en portable printers. Li-Ion batterijen zijn lichter in gewicht en kunnen hogere spanningen afgeven. Ook zijn ze efficiënter in gebruik. Li-Ion heeft in eerste instantie vooral bij de laptop en mobieltjes de markt gedomineerd. Nu is er een trend ingezet om deze techniek naast de logistieke mobiele apparatuur ook bij de powertools in te zetten waar nog altijd de milieu vervuilende NiCd en NiMH batterijen worden gebruikt. Nieuwe ontwikkelingen van high-rate Li-Ion cellen zorgen ervoor dat deze ook bij hybride auto’s worden ingezet. In eerste instantie was voorspeld dat pas in 2010 zou gebeuren, maar omdat er zoveel voordelen zijn aan Li-Ion accu’s/batterijen worden deze versneld verder ontwikkeld en ingezet.

 

Lithium Polymeer

Li-Poly is afgeleide van de standaard Li-Ion technologie dat geen gebruik maakt van vloeibare elektrolyse. Li-Poly is veiliger in gebruik, kleiner in volume en maakt geen gebruik van ronde cellen. Ook is het gemakkelijker in een behuizing te plaatsen en kunnen er geen lekkages meer ontstaan in de cellen. Bovendien zijn de batterijen lichter in gewicht. Het grootste voordeel van Li-Poly batterijen is dat nagenoeg alle vormen kunnen worden aangenomen, aangezien het lithium gevangen zit in polymeer en niet meer afhankelijk is van cellen. Hierdoor kunnen erg dunne batterijen gemaakt worden. De dunste Li-Ion cellen zijn 4 mm dik en worden gebruikt in mobieltjes en MP3 spelers. Door de grote benodigde hoeveelheden zijn deze batterijen nog altijd de meest gebruikte in dit soort toepassingen. Dit zal echter gaan veranderen zodra Li-Poly beter betaalbaar gaat worden. Dan zal ook de markt opengaan voor apparatuur met nichemarkt toepassingen omdat ontwikkelingskosten voor de batterijen nagenoeg komen te vervallen.

 

De markt voor Li-Poly is momenteel 1/5 van de Li-Ion markt en is ook veel kleiner dan de NiCd of NiMH. De komende jaren worden er nog veel ontwikkelingen gedaan om deze techniek te vervolmaken en zullen Li-Poly batterijen een product worden voor de niche markt voor toepassingen die nu niet gerealiseerd kunnen worden vanwege de “vormfactor” van de huidige batterijen.

 

Brandstof cellen

Over brandstof cellen wordt veel gesproken in de pers. Dat brandstof cellen de batterijen van de toekomst zijn klopt, maar we zijn er nog lang niet. Sterker nog, accu’s/ batterijen met brandstof cellen zijn nog altijd voorzien van een kleine oplaadbare batterij. In feite heeft iedere brandstofcel een oplaadbare batterij nodig. Batterijen worden dus niet vervangen door brandstofcellen maar ze zullen wel kleiner worden in omvang. Het principe van een brandstofcel is dat het een constante output geeft met een navulbaar brandstof input. Hierin zit het grote verschil met een batterij/ accu; die kan namelijk een grote range van output (verschillende spanningsniveaus) geven en wel meteen. Dat kan een brandstof cel alleen niet.

 

Spanningsniveau

De meeste apparatuur hebben verschillende spanningsniveaus nodig, precies dat is nodig wat de batterij kan leveren. Een brandstofcel daarentegen heeft een batterij nodig om een hoge spanning te kunnen leveren, bijvoorbeeld bij het opstarten van een diskdrive of het direct oplichten van een laptop beeldscherm. Een brandstofcel start niet meteen op maar heeft een opwarmtijd nodig. Vergelijk het met het starten van een auto, daarbij heb je een accu nodig om de motor van de auto te laten draaien en daarna neemt de brandstof het over. De meeste brandstofcel toepassingen zullen hybride zijn, dus een batterij en brandstof om de maximale performance eruit te halen en te profiteren van de voordelen van beiden. De brandstofcel technologie zal in eerste instantie gebruikt worden voor mobiele militaire toepassingen waarbij 20/75Watt voor de apparatuur benodigd is. Voor toepassingen zoals handheldterminals en of powertools zal deze techniek de eerste tijd nog niet ontwikkeld gaan worden.

 

Conclusie

De inzetbaarheid/ autonomie van de handheldterminals wordt kleiner doordat de batterijen niet genoeg capaciteit hebben. De mobiele apparatuur wordt complexer en het stroomverbruik neemt drastisch toe. WiFi, infrarood, Bluetooth, barcode-scanner, RFID-reader, voiceheadset en nog veel meer apparaten moeten allemaal tegelijkertijd worden aangesloten op een handheldterminal. Dit betekent dat de capaciteit van de batterijen aangepast moet worden aan de omstandigheden. Alleen door de nieuwste technieken in te zetten, kunnen de milieu vervuilende chemische technieken tot een minimum worden beperkt.

 

Naschrift

Volgens de EU Battery Directive 2006/66/EC is het voor fabrikanten van batterijen vanaf 26 september 2008 verboden om batterijen in Europa in te voeren waar te veel  Mercurium, Cadmium of Lood in verwerkt is.

Dat zijn alle batterijen met NiCad samenstelling. Deze batterijen mogen nog wel uit voorraad worden verkocht. Het importverbod geldt niet voor tractiebatterijen in heftrucks.

 

Reageer op dit artikel