Binnenkort batterijen met 12.000 laadcycli?

De levensduur van de batterij van een elektrische auto blijft de grootste zorg van elektrische rijders. Toch is deze angst niet helemaal terecht. Behalve in zeldzame gevallen is de levensduur van een batterij eigenlijk veel langer dan wordt aangekondigd, zeker wanneer gebruikers enkele eenvoudige regels in acht nemen, zoals laden van 20 naar 80%.

Wat gebruikers vooral afschrikt, is uiteraard de vervangingskost van het batterijpakket, die 10.000 euro of zelfs veel meer bedraagt in bepaalde gevallen. Hoewel de prijs van de cellen gestaag daalt, blijft dit momenteel het duurste onderdeel van een elektrische auto. Toch kan deze vrees voor batterijslijtage binnenkort misschien volledig verdwijnen dankzij de verrassende ontdekking van Chinese wetenschappers aan de universiteit van Fudan.

Cellen verjongen

Wie heeft er nooit gedroomd van een geslaagde facelift om de vorm van twintig jaar geleden terug te krijgen? Dat is precies wat dit multidisciplinaire Chinese team van chemici, moleculaire ingenieurs en materiaalspecialisten voorstelt. Hun onderzoek werd onlangs gepubliceerd in Nature onder de titel External Li Supply Reshapes Li-Deficiency and Lifetime Limit of Batteries, wat de ernst van hun bevindingen benadrukt.

We hebben natuurlijk al gehoord over herstelde batterijen, waarbij verschillende cellen vernieuwd worden om een module weer efficiënt te maken. Maar deze aanpak is anders. De groep wetenschappers heeft namelijk vastgesteld dat het verouderingsproces en dus het capaciteitsverlies sterk lijkt op de ontwikkeling van een ziekte in een organisme. Daarom hebben ze via biomimetica een oplossing gezocht.

‘Dood lithium’

Concreet bestaan lithium-ionbatterijen uit vier hoofdcomponenten: een kathode, een anode, een separator en een elektrolyt gevuld met lithiumionen. In normale werking bewegen de lithiumionen tussen de kathode en de anode, waardoor energie kan worden verplaatst. Maar na verloop van tijd zetten sommige lithiumionen zich af en worden ze inactief, hierdoor ontstaat wat wetenschappers ‘dood lithium’ noemen. Deze ophoping vermindert de concentratie van lithiumionen in de elektrolyt, wat geleidelijk de laadcapaciteit van de batterij verlaagt. Wanneer de capaciteit onder 80% van de oorspronkelijke waarde zakt, wordt de batterij als onbruikbaar beschouwd.

Om ‘dood lithium’ te vermijden, injecteren de wetenschappers direct op de zones waar de actieve ionen zich bevinden een molecuul genaamd LiSO₂CF₃, dat werd geïdentificeerd met behulp van kunstmatige intelligentie en dat aan alle vereisten voldoet. Het is bovendien goedkoop.

12.000 cycli en 5 miljoen km?

Tests hebben een spectaculaire verbetering van de levensduur van batterijen aangetoond, waarbij het gemiddelde aantal laadcycli van 1.500 naar 12.000 werd verhoogd. Deze doorbraak verbetert niet alleen de prestaties van batterijen, maar vermindert ook de vervuiling aanzienlijk want er moeten veel minder batterijen weggegooid worden.

Uitgaande van het principe dat een volle batterijlading 400 km rijbereik biedt, maakt een capaciteit van 1.500 cycli al 600.000 km mogelijk. Maar met dit verjongingssysteem en 12.000 cycli, kan theoretisch 4,8 miljoen km bereikt worden.

Deze ontdekking is dus veelbelovend, maar het is nog afwachten in hoeverre de industrie bereid is om deze technologie te omarmen. Waarom? Omdat de techniek met injectie al bij het ontwerp en dus bij de productie van de batterij geïntegreerd moet worden. Uiteraard is het geen geheim dat autofabrikanten streven naar zo hoog mogelijke verkoopvolumes. Maar met deze uitvinding zijn mogelijk minder auto’s nodig. Laten we hopen dat het verstand uiteindelijk zegeviert, wetende dat dit systeem ook als een langetermijnservice kan worden aangeboden...

Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be