70 kg batterij voor 500 km: maakt deze chemie de v...

Er is één cijfer dat ingenieurs in elektrische mobiliteit al twintig jaar naar voren schuiven als de heilige graal: benzine bevat ongeveer 13.000 Wh/kg. Ter vergelijking: de beste lithium-ionbatterij op de markt haalt vandaag rond 250 à 270 Wh/kg op celniveau.

Tot nu toe leek die kloof simpelweg onoverbrugbaar, zelfs met vastestofbatterijen die tegen 2027-2030 tussen 400 en 500 Wh/kg beloven. De grens van 1.000 Wh/kg werd al in laboratoria bereikt, maar dat blijft voorlopig een vooruitzicht en geen commerciële belofte.

Maar onlangs dook een heel ander perspectief op. Wu Kai, hoofdwetenschapper van CATL en lid van de Chinese Academie voor Ingenieurswetenschappen, sprak begin juni 2026 op het forum Powering the Nation. Daar kondigde hij aan dat de volgende grote technologische strijd van de groep zich zal afspelen rond lithium-lucht, een chemie met een theoretische energiedichtheid van 12.000 Wh/kg. Dat ligt nagenoeg op hetzelfde niveau als benzine. Het is de eerste keer dat CATL deze technologie publiek opneemt in zijn toekomststrategie.

Batterijen die ademen?

In tegenstelling tot klassieke lithium-ionbatterijen, die zware metaalverbindingen zoals nikkel, kobalt en mangaan gebruiken om lithiumionen op te slaan, gebruiken lithium-luchtbatterijen metallisch lithium als anode en zuurstof uit de lucht als actief materiaal aan de kathode. Daardoor hoeft er geen vaste kathode aan boord te zijn. Tijdens het ontladen reageren de lithiumionen rechtstreeks met zuurstof uit de omgevingslucht via een poreuze elektrode. Lithium is de enige meegenomen ‘brandstof’, terwijl de oxidator rechtstreeks uit de atmosfeer wordt gehaald. Vandaar de bijnaam breathable battery of ‘ademende batterij’.

Deze architectuur maakt het batterijpakket aanzienlijk lichter, maar dat is niet het enige voordeel. De hogere energiedichtheid van lithium-lucht heeft ook te maken met de aard van de chemische reactie zelf. De eerste generaties lithium-luchtbatterijen gebruikten slechts één of twee elektronen per zuurstofmolecule. Onderzoekers van Argonne en IIT toonden in 2023 aan dat vier elektronen mogelijk zijn, wat de energiecapaciteit verdubbelt tegenover de eerste lithium-luchtgeneraties. Op die doorbraken baseert CATL zich om deze technologie als strategische horizon naar voren te schuiven. Het theoretische doel van 12.000 Wh/kg ligt daarmee meer dan veertig keer hoger dan het huidige niveau.

De elektromotor als geheime troef

De capaciteit waar CATL naar streeft, zou dus vergelijkbaar zijn met die van benzine. Dat doet dromen, maar je moet ook rekening houden met het rendement van de aandrijving. Een elektromotor zet ongeveer 85% van de opgeslagen energie om in nuttige beweging. Een benzinemotor haalt voor de beste exemplaren slechts 35 tot 40% thermisch rendement. De rest verdwijnt in warmte, uitlaatgassen en mechanische wrijving. Dat verschil is geen detail. Het betekent dat een elektrische auto bij dezelfde energiedichtheid ongeveer twee keer efficiënter omspringt met zijn energie dan een verbrandingsmotor. Een rechtstreekse vergelijking van energiedichtheden vertelt dus maar een deel van het verhaal.

Wat de cijfers echt betekenen

In 2023 demonstreerden teams van het Argonne National Laboratory en het Illinois Institute of Technology een lithium-luchtprototype dat in het laboratorium 1.200 Wh/kg bereikte en 1.000 laad- en ontlaadcycli doorstond. Dat cijfer, gepubliceerd in het tijdschrift Science, ligt al vier tot vijf keer hoger dan de energiedichtheid van de beste commerciële lithium-ioncellen van vandaag. Als die verhouding behouden blijft in een productievoertuig, zou een batterijpakket van 350 kg (ongeveer het gewicht van een grote autobatterij vandaag) voldoende energie bevatten om afstanden af te leggen die momenteel moeilijk voorstelbaar zijn.

Omgekeerd zou je voor dezelfde hoeveelheid energie als in een grote batterij van vandaag genoeg hebben aan een batterij van ongeveer 70 kg. Aan een theoretische energiedichtheid van 12.000 Wh/kg worden de cijfers ronduit duizelingwekkend: enkele kilo’s cellen zouden volstaan om 500 km rijbereik te halen. Dat klinkt waanzinnig. Maar vergeet niet dat auto's aan het begin van de twintigste eeuw 15 tot 18 l/100 km verbruikten, terwijl ze veel lichter waren dan de voertuigen van vandaag. Niemand kon toen vermoeden dat berlines van meer dan 1.500 kg ooit onder de 6 l/100 km zouden duiken.

Na 2030?

Het concept van de lithium-luchtbatterij dateert al uit de jaren zeventig. De praktische ontwikkeling werd lange tijd afgeremd door verschillende technische uitdagingen, zoals gevoeligheid voor vocht en CO₂ in de lucht, instabiele katalysatoren en een beperkte levensduur. De recente vooruitgang neemt die hindernissen geleidelijk weg, maar de commercialisering van dergelijke batterijpakketten wordt nog altijd pas na 2030 verwacht. CATL beseft dat en volgt een logische ontwikkelingsstrategie: natrium-ionbatterijen in massaproductie dit jaar, vastestofbatterijen in beperkte reeksen vanaf 2027 en lithium-lucht als langetermijnvisie. Wordt vervolgd.