Hierdoor gaat je telefoon in de kou sneller leeg
Als het buiten vriest, lijkt het alsof je telefoon sneller leegloopt dan normaal. Hoe komt dat, kan het kwaad en wat kan je er tegen doen?
Misschien is het je weleens opgevallen: als je met koud weer buiten staat, lijkt het wel alsof je telefoon sneller leegloopt. Of erger nog: hij valt plotseling uit. Hoe komt dat? We vroegen het twee batterij-experts: prof. dr. Peter Notten, hoogleraar Energy Materials and Devices van de Technische Universiteit Eindhoven en dr. Marnix Wagemaker, associate professor aan de Technische Universiteit Delft.
De temperatuur van een batterij is van grote invloed op de werking ervan, legt Notten uit. "Elke batterij is een chemische reactor waarin elektrische energie chemisch wordt opgeslagen", aldus Notten. "Conversiereacties zijn sterk afhankelijk van de temperatuur, zoals elke chemische reactie. Daar zit de verklaring: als het koud wordt, gaat het slechter. In de chemie zeggen we dan ook: 'hoe heter, hoe beter'".
Simpele werking
Lithium-ion-batterijen, het type dat in zo'n beetje elk huidig oplaadbaar apparaat zit, werken eigenlijk heel eenvoudig. Ze hebben een positieve en negatieve elektrode, waartussen ionen bewegen. Bij het opladen bewegen ionen naar de negatieve kant van de batterij en nemen daarbij elektronen mee. Als er geen ionen meer aan de positieve kant zitten, is de batterij volledig opgeladen. Eenmaal in gebruik keren de ionen binnen de batterij terug naar de positieve kant, terwijl de elektronen worden afgegeven aan het apparaat, dat op die manier van stroom wordt voorzien.
Dat proces werkt het beste onder normale temperaturen. Volgens Apple functioneert een iPhone bijvoorbeeld het beste tussen de 0 en 35 graden Celsius. "Als een iOS-apparaat in een heel koude omgeving wordt gebruikt, kan dat de gebruiksduur van de batterij tijdelijk korter maken en kan het apparaat daardoor worden uitgeschakeld", aldus Apple.
Sneller leeglopen?
"Door de kou gaat de interne weerstand van batterijen omhoog, waardoor de lading moeilijker door de batterij beweegt", legt Wagemaker uit. "Als gevolg daarvan levert de batterij moeilijker het beloofde voltage dat apparaten nodig hebben om te werken. Als de batterij koud is, kan het zijn dat het voltage niet meer geleverd kan worden, waardoor de telefoon uitschakelt of denkt dat de batterij leger is dan dat die werkelijk is."
Wanneer een telefoon of ander apparaat in de koude buitenlucht sneller leeg lijkt te lopen, is dit in werkelijkheid niet zo. De natuurwetten blijven immers gelden: er wordt niet ineens meer energie verbruikt, de batterij kan die energie door de kou alleen minder snel leveren. De telefoon is gemaakt om bij warmere temperaturen te werken en trekt dus de conclusie dat de batterij sneller leegloopt.
"Als je eenmaal binnen je telefoon weer opwarmt, zal je merken dat de batterij weer op een normale snelheid leegloopt", aldus Notten. Dat is ook direct het beste advies voor het gebruik van apparaten zoals telefoons bij koud weer: houd ze warm door ze bijvoorbeeld in de warme binnenzak van een jas te bewaren in plaats van een koude broekzak.
Is het slecht voor de batterij?
Een snel leeglopende of uitvallende telefoon lijkt misschien sneller kapot te gaan, maar zijn dergelijke temperaturen ook echt slecht voor een telefoon? Die vraag heeft een genuanceerd antwoord. "Als de batterij bij lage temperatuur wordt bewaard, veroorzaakt dat geen slijtage", legt Wagemaker uit. "Maar als een batterij gebruikt of geladen wordt bij lage temperaturen, kan de degradatie worden versterkt, waardoor de levensduur achteruit gaat."
Een batterij verslijt hoe dan ook: in lithium-ion-batterijen wordt een oplosmiddel gebruikt dat geen oneindige stabiliteit heeft. Bij zowel hele hoge als hele lage spanningen treden er nevenreacties op, waarbij het oplosmiddel oxideert en de capaciteit van de batterij daalt. "Bij lage temperaturen treden die nevenreacties sneller op, en verslijt de batterij sneller", aldus Notten.
Metalen telefoons
Daar komt nog eens bij dat de effecten sterker merkbaar zijn bij batterijen die toch al verouderd zijn, en dus een lagere capaciteit hebben. Normaal gesproken merk je dat alleen als de batterij bijna leeg is. Als de telefoon dan harder moet werken levert de telefoon het gevraagde voltage niet meer, en valt de telefoon uit. Maar bij kou treedt dat effect veel sneller op, waardoor telefoons zomaar kunnen uitvallen terwijl het scherm aangeeft dat de batterij nog voldoende energie heeft. Eenmaal opgewarmd zouden zulke telefoons weer gewoon aan moeten gaan.
Ook kan het materiaal van de behuizing van de telefoon nog een rol spelen. Veel telefoons hebben een behuizing van metaal of aluminium. Dat is een prima temperatuurgeleider die er onder normale omstandigheden voor zorgt dat de telefoon koel blijft. Maar is het heel koud, dan wordt ook dat metaal kouder en daarmee de batterij. Het is echter moeilijk te zeggen hoe groot dat effect is, er spelen immers een hoop factoren een rol. "Standaard wordt de batterij warm. Na verloop van tijd kan het lage temperatuureffect zichzelf door die warmte teniet doen", zegt Notten. "Zo spelen veel factoren een rol."
Advies: houd je apparaten warm
Wie zijn telefoon, camera of draadloze koptelefoon in de vrieskou wil gebruiken, kan die dus het beste zo lang mogelijk warm houden, tot je ze echt nodig hebt. En als de batterij sneller lijkt leeg te lopen, kan dat in principe niet veel kwaad. In Nederland is extreme kou immers vaak maar van korte duur, waardoor de batterijen niet langdurig buiten hun ideale omstandigheden hoeven te werken.
Heb je een ouder toestel dat wel erg vaak uitvalt, dan is een nieuwe batterij waarschijnlijk een goed idee.
Zo check je of je iPhone-accu aan vervanging toe is
Bekijk ook deze tips over het opladen van smartphones: