Di2- of eTap-accu leeg door de kou? Dit is de oorzaak

Je Shimano Di2- of SRAM eTap-accu geeft halverwege een lange herfstrit ineens geen schakelvermogen meer, terwijl het lampje een week eerder nog gewoon groen brandde. De boosdoener is meestal geen kapotte accu, maar simpele natuurkunde: kou en lithium-ion-cellen gaan slecht samen. Wat gebeurt er precies met je accu bij lage temperaturen, en belangrijker: hoe voorkom je dat je halverwege je rit zonder schakelen komt te zitten?

>>> Wil je op de hoogte blijven van het belangrijkste fietsnieuws? Schrijf je dan hier in voor onze wekelijkse nieuwsbrief met maandagochtend om 09.00 de top 5 artikelen.

Waarom lithium-ion-accu's het lastig hebben in de kou

De accu's in Di2 en eTap AXS zijn compacte lithium-ion-cellen die de motortjes in de derailleurs aansturen. Hoe elektronisch schakelen zelf precies werkt, lees je in onze uitleg over Shimano Di2.

Bij lage temperaturen neemt de interne weerstand van zo'n cel toe, waardoor er per seconde minder stroom beschikbaar is. Battery University, een veel geraadpleegde technische kennisbank over batterijtechnologie, rekent voor dat een lithium-ion-cel bij -18°C nog maar ongeveer 50 procent van zijn capaciteit bij kamertemperatuur levert. Dat verlies is grotendeels tijdelijk: zodra de accu weer opwarmt, keert de capaciteit terug. Wie fietst er nog bij -18? Maar toch, kou heeft invloed, dat is duidelijk.

Onderzoekers van het Amerikaanse SLAC National Accelerator Laboratory ontdekten bovendien dat aanhoudende blootstelling aan vriestemperaturen ook blijvende schade kan veroorzaken. Uit hun onderzoek, gepubliceerd in vakblad Advanced Energy Materials, bleek dat accu's die onder het vriespunt werden bewaard na honderd laadcycli tot 5 procent meer capaciteit hadden verloren dan accu's die bij een gematigde temperatuur werden bewaard. De kou doet de kathodedeeltjes in de cel krimpen, waardoor er scheurtjes ontstaan en materiaallagen los kunnen laten.

Wat zeggen Shimano en SRAM zelf over de accu bij kou

Shimano bevestigt het effect in de gebruikershandleiding van het Di2-systeem. Het bedrijf geeft een officiële bedrijfstemperatuur van -10°C tot 50°C op en waarschuwt met zoveel woorden dat bij een lage omgevingstemperatuur de gebruikstijd van de accu korter zal zijn. Ook adviseert Shimano om de accu niet bij extreme temperaturen op te bergen, omdat dat de prestaties en levensduur aantast.

SRAM publiceert voor eTap AXS geen exact percentage capaciteitsverlies bij kou, maar de accu's gebruiken dezelfde lithium-ion-chemie en krijgen dus met vergelijkbare natuurkunde te maken. In gebruikersfora zoals Singletrack World melden AXS-rijders in de winter vaker een onverwacht lege accu-indicator dan in de zomer, wat aansluit bij het algemene beeld dat kou lithium-ion-cellen tijdelijk minder capaciteit geeft. Belangrijk om hierbij te vermelden: dit is een logische aanname op basis van gedeelde batterijtechnologie, geen officieel gepubliceerd SRAM-cijfer.

De accu-indicator staat op vol, hoe kan hij dan toch uitvallen?

Dit is waar veel wielrenners in verwarring raken: je laadt de accu 's avonds binnenshuis op, het lampje staat op groen, en toch valt het schakelen halverwege een koude rit stil. De verklaring zit in het verschil tussen de gemeten capaciteit bij kamertemperatuur en de daadwerkelijk beschikbare stroom zodra de accu is afgekoeld tot buitentemperatuur. Een gezonde en daadwerkelijk volgeladen Shimano Di2-accu zal in de vrieskou niet plotseling zomaar helemaal leeg raken. Wel heeft de kou een sterke invloed op de chemische processen in de lithium-ion batterij, wat kan zorgen voor een tijdelijke capaciteitsvermindering van zo'n 20% tot 30%. Als hij toch uitvalt, ligt dit waarschijnlijk niet aan de kou, maar aan de batterij.

Dat mechanisme is niet uniek voor schakelgroepen. Bij e-bike-accu's speelt hetzelfde probleem een rol, zoals we eerder beschreven in ons artikel over waarom een e-bike-accu sneller leegloopt dan vorig jaar. Het onderliggende principe, versnelde chemische veroudering door temperatuurwisselingen, is bij Di2 en eTap in het klein hetzelfde verhaal.

Zo voorkom je een black-out tijdens je rit

Een paar aanpassingen in je laadroutine schelen al veel:

• Laad de accu vlak vóór vertrek op bij kamertemperatuur, niet 's nachts in een onverwarmde garage of schuur.
• Zet de fiets de laatste nacht voor een winterrit binnen in plaats van buiten of in de schuur. Meer winter-onderhoudstips lees je in ons artikel over hoe je fiets de winter overleeft.
• Laad de accu vaker bij, ook als de indicator nog niet leeg is: bij kou telt elke reservecapaciteit dubbel mee.
• Vermijd het volledig leegrijden van de accu in de kou. Dat vergroot volgens Battery University het risico op onomkeerbare celschade.

Twijfel je of je goed voorbereid de kou intrekt? Wij zetten de meest gemaakte fouten bij het fietsen in de kou op een rij.

Wat betekent dit voor jou als wielrenner

Voor de gewone wielrenner komt het neer op drie dingen. Eén: laad je accu op de dag van de rit zelf op, niet dagen van tevoren in een koude ruimte. Twee: laat je fiets niet buiten of in een onverwarmde schuur overnachten voor een winterrit. Drie: een accu die er ineens ‘leeg’ uitziet, is meestal stuk.

Wil je die winterritten ook fysiek goed doorkomen? Lees dan ook hoe je in de kou kunt blijven fietsen en toch goed blijft trainen.