Het Instituut voor Metaalonderzoek is een onderdeel van de prestigieuze Chinese Academie van Wetenschappen (CAS). Deze afdeling heeft zopas een vastestofbatterij ontwikkeld die beter presteert dan de huidige modellen. De resultaten van dat onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials, wekken veel belangstelling in de wereld van de elektrochemie en de auto-industrie.
De CAS, opgericht in 1949, is het belangrijkste nationale onderzoekscentrum van China. De instelling stond mee aan de wieg van tal van grote industriële namen, zoals Lenovo. De wetenschappelijke autoriteit van deze organisatie verleent deze aankondiging dan ook een bijzonder gewicht, zeker in een sector waar de technologische concurrentie steeds heviger wordt. Vastestofbatterijen worden al jaren beschouwd als de heilige graal van elektrische aandrijving. Door de vloeibare elektrolyt te vervangen door een vaste stof, beloven ze een hogere energiedichtheid, meer veiligheid en kortere laadtijden. Alleen: tot nu toe botst de grootschalige productie op problemen rond stabiliteit en ionengeleiding.
Maar waar gaat het nu eigenlijk over? Een van de grootste obstakels bij de vastestofbatterij zit in de kwaliteit van het contact tussen de materialen en hun vermogen om lithiumionen vlot te laten circuleren. In tegenstelling tot klassieke batterijen, waarbij de vloeibare elektrolyt zich perfect rond de elektroden plooit, sluiten de vaste varianten vaak minder goed aan. Daardoor ontstaan er zones van weerstand die de ionenstroom vertragen. Daar komt nog bij dat de ionengeleiding in een vaste stof van nature lager ligt: de ionen bewegen er niet vrij, maar moeten barrières overwinnen binnenin het atoomrooster van het materiaal.
Die moeizame verplaatsing beperkt de laad- en ontlaadsnelheid, vermindert het beschikbare vermogen en kan oververhitting veroorzaken. Een vaste elektrolyt ontwikkelen die tegelijk stabiel, soepel en in staat is om ionen even vlot te geleiden als een vloeistof, blijft dan ook een van de grootste wetenschappelijke uitdagingen vooraleer men op grote schaal kan gaan produceren.
Advertentie – lees hieronder verder
Nieuw polymeer
Precies om die beperking te omzeilen, heeft het team van de Chinese Academie van Wetenschappen een nieuw composietmateriaal ontwikkeld met polymoleculen, ethoxygroepen en korte elektrochemisch actieve zwavelketens. Simpel gezegd: deze samenstelling vormt een moleculair netwerk dat niet alleen de ionenstroom efficiënter laat verlopen, maar ook kan schakelen tussen het geleiden en opslaan van ionen. Het resultaat mag er zijn: de energiedichtheid van het systeem bereikt een indrukwekkend niveau van 86%. Bovendien beschikt de batterij over een unieke mechanische flexibiliteit: ze zou meer dan 20.000 laadcycli hebben doorstaan zonder merkbare achteruitgang in prestaties. Een record.
Die eigenschappen openen nieuwe perspectieven. Voor elektrische auto’s betekent dit dat ze verder en langer kunnen rijden, sneller kunnen opladen en batterijen van compacter formaat kunnen gebruiken. Maar ook voor draagbare toestellen en ingebouwde elektronica biedt dit veelbelovende vooruitzichten.
Doorbraak in het laboratorium
De verantwoordelijken van de CAS benadrukken wel dat deze technologie zich nog altijd in de fase van fundamenteel onderzoek bevindt. De prototypes die in het laboratorium werden ontwikkeld, zijn dus nog niet klaar voor industriële productie. Die vereist bovendien een uiterst stabiele omgeving, wat een extra (industrieel) obstakel vormt, naast de nood aan kostenefficiëntie. Alles wijst erop dat de vastestofbatterij in het begin duur zal zijn.
China aan de leiding
Hoewel de ontdekking van de CAS nog experimenteel is, zetten ook andere Chinese spelers intussen stappen richting productie van vastestofbatterijen. Zo kondigde Farasis Energy onlangs de opstart aan van een testlijn voor batterijen met een zwavelelektrolyt, met een capaciteit van 0,2 GWh. Het bedrijf mikt tegen eind dit jaar op een energiedichtheid tussen 400 en 500 Wh/kg, en in 2026 zou een tweede generatie volgen met 500 Wh/kg.
Ook Anhui Anwa New Energy Technology, gesteund door constructeur Chery, liet in juli van dit jaar weten dat het zijn eerste reeks technische testbatterijen heeft geproduceerd. Ook daar gaat het voorlopig nog om kleinschalige productie, in afwachting van meer. Maar de vaststelling blijft: het is China dat de toon zet voor de elektrische auto van morgen.
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
