De levensduur van batterijen speelt een grote rol in het al dan niet uitblijven van het succes van de elektrische wagen. Onderzoek wijst uit dat batterijen redelijk goed bestand blijken tegen de tand des tijds, maar een gebrek aan vertrouwen ondermijnt de markt. Dat vertaalt zich in tegenvallende tweedehandsprijzen en kopzorgen bij de leasemaatschappijen die een spil vormen in dit verhaal, omdat ze de bedrijfswagenmarkt in België aansturen.
Kinderlijk eenvoudig?
De batterij-industrie is dan ook naarstig op zoek naar methodes om de levensduur van cellen te verlengen. Nieuwe technologieën, of chemische samenstellingen, boeken doorgaans een winst van zo’n 10 à 15%. Maar een groep onderzoekers aan de Universiteit van Cambridge is erin geslaagd om de levensduur te verdubbelen zonder revolutionaire kathodematerialen of andere uitvindingen. Wel integendeel, de oplossing lijkt kinderlijk eenvoudig.
Het academische team rond professor Michael De Volder, gespecialiseerd in werktuigbouwkunde, deed wat niemand voor hen probeerde: ze namen gewone commerciële batterijen, stopten ze in een apparaat met pneumatische balgen, en zetten ze vervolgens onder druk. De Universiteit van Cambridge publiceerde de resultaten in het magazine Nature Energy. Het bleek een klassiek geval van “waarom bedachten we dit niet eerder?”.
Advertentie – lees hieronder verder
Met het klemapparaat hielden de onderzoekers een "pouch cell" (de zakcel die je in veel moderne EV's terugvindt) onder voortdurende mechanische druk, terwijl sensoren de minuscule volumeveranderingen maten tijdens het laden en ontladen. Die volumeverandering is het probleem: wanneer lithium-ionen heen en weer pendelen tussen anode en kathode, "ademt" de cel fysiek. En batterijen houden niet van dat wisselende ritme van spanning en ontspanning.
Precieze en constante druk
Het team kwam tot de conclusie dat een welbepaalde druk wonderen deed voor de heen-en-weerbeweging van de batterijcel. Bij te weinig bar begon de kathode te barsten. Bij te veel druk ontstond er lithiumplating op de anode (een destructief proces waarbij metaal zich als een korst vormt op het elektrode-oppervlak). Maar het Cambridge-team vond ook een ‘sweet spot’. Bij ongeveer 12,5 bar, zo'n vier keer de standaarddruk van een klassieke knoopcelbatterij, bleek de cel stabiel, waardoor ze dubbel zo lang meeging.
Het onderzoek toonde ook aan dat de druk relatief constant moest blijven gedurende elke laad- en ontlaadcyclus. Er is dus een fysiek gevolg aan deze oplossing: het is niet alleen een kwestie van de juiste hoeveelheid druk, maar van het voortdurend aanhouden ervan. De accu mag nooit echt “te veel ademruimte" krijgen.
Enkel maar lab
Dit onderzoek is natuurlijk nog maar een labtest en verre van een concrete toepassing die de industrie meteen op de productieband kan mikken. Maar de zoektocht naar een praktische invulling lijkt alleen maar logisch, omdat een verdubbeling van de levensduur in batterijland astronomisch is. Toch wordt dat de echte uitdaging. Het accupack van een elektrische auto bestaat uit honderden zakcellen die onderweg schudden, trillen en temperatuurschommelingen doorstaan.
Het constant houden van 12,5 bar over een pack van de grootte van een keukentafel, dat jarenlang mee moet door koude winters en hete zomers, is een puzzel die wellicht niet snel wordt opgelost. Maar de vraag is evenmin óf het kan, dan wel tegen een prijs die commercieel te verantwoorden is.
“Nieuwe ecologische rampen”
De voordelen reiken in ieder geval verder dan het opkrikken van het vertrouwen in batterijen van een zekere leeftijd. Als cellen dubbel zo lang meegaan, verminderen ze ook aanzienlijk de ecologische druk op de mijnbouw van nikkel, kobalt en lithium, terwijl ze ook, aan de andere kant van de keten, de recyclagelast verlichten.
Dat laatste leek ook de voornaamste beweegreden van het universitaire onderzoek te zijn. De Volder waarschuwde in het persbericht expliciet dat we moeten vermijden dat de opkomst van elektrische auto’s elders op de planeet "nieuwe ecologische rampen" veroorzaakt. Daarmee doelt hij expliciet op de productie en verwerking na gebruik.
Duizenden Belgische bestuurders volgen Gocar om op de hoogte te blijven en om de beste wagendeals te ontdekken. U toch ook? Blijf op de hoogte:
- Bezoek gocar.be regelmatig
- Volg Gocar op Google Nieuws
- Abonneer op de Gocar-nieuwsbrief
