Elektrisch

Wat ‘solid state’ batterijen gaan veranderen voor de elektrische auto

Elektrische technologieën bestemd voor auto’s zullen de komende jaren nog verder verbeteren. In deze ontwikkelingen wordt veel verwacht van de zogenaamde “solid state” batterij die een veel hogere energiedichtheid en een aanzienlijk versnelde laadsnelheid zou moeten bieden. Maar dit zijn niet de enige troeven. Gocar.be legt het uit.

Geschreven door David Leclercq | 29/09/2021

Solid state batterijen: over dit is een onderwerp is al veel gezegd. Men beweert dat deze technologie revolutionair is of in ieder geval veel geavanceerder dan de huidige lithium-ions. In werkelijkheid kennen maar weinigen de echte voor- en nadelen van deze toekomstige batterijen die rond 2025 worden verwacht, als alles goed gaat.

Momenteel is de werking van lithium-ionbatterijen bekend en onder controle: elektronen die van de anode (positieve pool) naar de kathode (negatieve pool) bewegen via een elektrolyt, een geleidende stof voor een elektrische stroom. In de huidige batterijen is die elektrolyt vloeibaar.

En dat is het enige verschil: in de toekomst zou de elektrolyt vast worden met alle daaraan verbonden voordelen op vlak van energiedichtheid, laadsnelheid, maar ook gewicht en zelfs veiligheid. Een droom? Niet echt, want deze technologie staat al op punt. Ze wordt reeds gebruikt in bepaalde sectoren, vooral in de geneeskunde om pacemakers van stroom te voorzien.

De voordelen van de solid state batterij
Batterie Solide

De huidige lithium-ion accu’s met vloeibare elektrolyt zijn gevoelig voor opwarming tijdens de laad- en ontlaadcycli, wat een degelijk koelbeheer vereist.

De solid state accu maakt het mogelijk om dit verwarmingsfenomeen te vermijden en zo de energiedichtheid en het vermogen van de stroom tijdens het opladen te verhogen, met als gevolg een verkorting van de wachttijd.

Gezien de hogere energiedichtheid maakt de batterij met vaste elektrolyt het daarom mogelijk met dezelfde omvang en hetzelfde gewicht een hogere dichtheid te bereiken om zo een grotere autonomie of een geringere massa en omvang voor het batterijpakket te bekomen, als men een autonomie wil behouden die vergelijkbaar is met de batterijen met een vloeibare elektrolyt. Kortom, de solid state batterij biedt die keuze!

De rem op de solid state batterij

Hoewel solid-state batterijtechnologie veelbelovend is, zijn er ook enkele problemen aan verbonden. Fabrikanten en toeleveranciers ondervinden inderdaad moeilijkheden om de ideale omstandigheden voor de massaproductie te creëren, omdat het noodzakelijk is een omgeving te hebben die zorgt dat de elektrolyt dat stabiel blijft, chemisch inert is en goede geleidende eigenschappen heeft.

Bovendien is de levensduur van solid state-batterijen nu nog steeds gehypothekeerd, omdat ze tijdens het gebruik de neiging hebben uit te zetten, wat scheuren en dus een verlies van efficiëntie kan veroorzaken. Een ander probleem: de vaste elektrolyt kan ook kleine zwellingen veroorzaken die de anode aantasten, wat eveneens de levensduur aanzienlijk verkort.

Ten slotte zijn solid state batterijen ook aanzienlijk duurder in de productie dan de lithium-ions met een vloeibare elektrolyt. Volgens verschillende experts zouden ze zelfs tot 8 keer duurder uitvallen, wat natuurlijk een rem op de doorbraak kan zetten.

Wat is de deadline?

Batteries Solides

Ondanks deze moeilijkheden gaat het onderzoek naar solid state batterijen door. Sommigen menen dat het nog enkele jaren zal duren, terwijl anderen ze beloven voor 2025, zoals Toyota dat op dit terrein samenwerkt met Panasonic. Een deadline die ook Hyundai en de Stellantis-groep, die verbonden zijn aan het Chinese CATL, min of meer in acht willen nemen (2026).

De aankondigingen zijn in ieder geval talrijk: Volkswagen, dat samenwerkt met specialist QuantumScape, kondigt een winst in energiedichtheid van 30% en een oplaadtijd van 0 tot 80% in slechts 10 minuten aan. Ford en BMW werken ook samen rond deze technologie en melden een toename van de energiedichtheid met 50%, en nog interessanter een verlaging van de productiekosten met 40% tegen het midden van het decennium.

Uiteraard werken Tesla en Samsung ook aan de solid state batterij, maar vreemd genoeg mengde Elon Musk zich dit keer nog niet in de discussie. Een teken aan de wand?

Deel dit artikel

Nieuwsbrief

Of het nu gaat om het laatste autonieuws of actuele mobiliteitsonderwerpen.

Anderen bekeken ook

Wagens voor u

Auto's