Vastestofbatterijen, of solid-state batterijen, gebruiken een vast materiaal voor de elektrolyt in plaats van een vloeistof – de elektrolyt is het onderdeel dat geladen deeltjes of ionen tussen de elektroden van de batterij transporteert. Deze technologie biedt verschillende belangrijke voordelen: een hogere energiedichtheid, wat meer autonomie voor elektrische voertuigen mogelijk maakt, een verhoogde veiligheid door het ontbreken van een brandbare elektrolyt, en snellere oplaadtijden. Bovendien hebben deze batterijen een langere levensduur, met minder degradatie naarmate de oplaadcycli toenemen. Er zijn echter nog uitdagingen te overwinnen voordat ze op grote schaal kunnen worden toegepast, zoals grootschalige productie en betrouwbaarheid.
We kijken er dus naar uit om deze nieuwe batterijen te ontdekken, die het gebruik van elektrische auto’s zullen vereenvoudigen en hun prestaties zullen verbeteren. Maar we zullen waarschijnlijk nog even moeten wachten. Hoewel verschillende fabrikanten ze voor 2027 aankondigden, schatten veel onderzoekers nu dat het nog jaren zal duren voordat deze batterijen klaar zijn voor grootschalige toepassing. Waarom?
Advertentie – lees hieronder verder
Op kleine schaal
Momenteel werkt deze technologie op kleine schaal, terwijl het juist de overgang naar de grote capaciteiten die de grootste uitdaging vormt, aldus een ingenieur die onderzoek doet naar batterijen bij Automotive News Europe.
Het grote doel voor vastestofbatterijen is om een oplaadtijd van 15 minuten te bieden voor een bereik van bijna 500 km, om dichter bij de tijd te komen die nodig is om een auto vol te tanken (wat slechts 5 minuten duurt, laten we dat niet vergeten). Tot nu toe zijn deze prestaties alleen mogelijk met zeer kleine modules, die bijvoorbeeld worden gebruikt in medische toepassingen. Voor de auto-industrie moeten deze batterijen echter nog groter worden gemaakt en veel duurzamer worden, omdat de auto-omgeving vijandiger is dan die van een medische ruimte (warmer, intensere laad/ontlaadcycli, enz.).
Uitdagingen
Een van de uitdagingen is het verbeteren van de levensduur van de batterij door de degradatie van de elektroden te verminderen, de complexiteit van de productie verminderen en het opzetten van een veilige en stabiele toeleveringsketen om op lange termijn acceptabele prijzen te garanderen.
Het blijkt dat de huidige modellen met grafietanoden naaldachtige structuren – of dendrieten – ontwikkelen wanneer het lithium zich van de kathode naar de anode verplaatst. En deze zijn problematisch, aangezien ze de cellen kunnen kortsluiten wanneer ze zich ophopen. Een ander probleem is dat de vaste elektrolyt kwetsbaar is en na verloop van tijd kan barsten, wat betekent dat de elektrolyt onder hoge druk moet worden gehouden via een zeer kostbaar productie- en assemblageproces. Dit is een andere moeilijkheid die moet worden omzeild of opgelost.
De marathon van de vaste-stofbatterij
Toyota en zijn partner Idemitsu Kosan werken sinds 2013 aan de solid-state batterij, met als doel deze tegen 2027 op de markt te brengen. Maar deze deadline, die al twee jaar is uitgesteld, lijkt moeilijk haalbaar te zijn. Daarom is hun doel niet langer om deze batterijen op grote schaal te commercialiseren, maar om er simpelweg een commercieel bruikbaar model van te maken dat werkt.
Andere fabrikanten zijn ook betrokken bij deze race, die vandaag meer een marathon is dan een sprint: BMW, Ford, General Motors, Honda, Hyundai, Mercedes-Benz, Nissan, Stellantis en Volkswagen. De Japanse fabrikant Nissan heeft een productie aangekondigd voor 2028 en Honda voor 2030, maar dit zal geen massaproductie zijn.
Een samenwerkingsverband?
De vraag is niet of vastestofbatterijen zich zullen opdringen: het is duidelijk de volgende soort batterij dat op alle niveaus van de elektrische auto zal worden toegepast. Maar het is nu belangrijk om de gegevens van ontwikkelaars te delen, vooral om te beschikken over objectieve tests. Wetenschappers zijn van mening dat de vastestofbatterij tegenwoordig veel beter wordt begrepen dan tien jaar geleden. Maar ze geven toe dat de weg nog lang zal zijn. Ze rekenen zelfs op een goede tien jaar voordat deze technologie commercieel haalbaar is. Laten we zeggen 2035?
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
