Alle lithium-ionbatterijen in elektrische voertuigen, of het nu NMC- of LFP-types zijn, delen dezelfde achilleshiel. Al vanaf de eerste laadbeurt vormen zich microscopisch kleine structuren, zogenaamde dendrieten, op het oppervlak van de anode. Deze lithium-micronaaldjes, tot honderd keer dunner dan een menselijk haar, groeien onverbiddelijk bij elke laadcyclus. Tijdens dat proces worden ze omhuld door een dunne chemische laag, de zogeheten SEI (solid electrolyte interphase), die ze hard en scherp maakt.
Decennialang gingen onderzoekers ervan uit dat deze dendrieten flexibel bleven. Maar een internationale samenwerking tussen het NJIT, Rice University, de Universiteit van Houston, Georgia Tech en de Nanyang Technological University in Singapore toont nu het tegendeel aan. Volgens hun onderzoek gedragen dendrieten zich niet als klei, maar eerder als droge spaghetti: ze breken abrupt onder druk. Hun gemeten mechanische sterkte bedraagt 150 megapascal, ofwel zo’n 250 keer meer dan die van zuiver lithium (0,6 MPa). Een inzicht dat het probleem fundamenteel hertekent.
Contrary to previous assumptions, a new Science study finds that the needle-like lithium (Li) dendrites that grow in Li-metal batteries are surprisingly strong and brittle, quite unlike soft bulk Li.
— Science Magazine (@ScienceMagazine) March 17, 2026
According to the authors, understanding this brittle fracture behavior… pic.twitter.com/fLB1YdByK0
Prijs die betaald moet worden
De gevolgen voor eigenaars van elektrische auto’s zijn duidelijk. Elke dendriet die breekt, laat een elektrisch geïsoleerd stukje lithium achter, iets wat onderzoekers ‘dood lithium’ noemen. Dit afval stapelt zich cyclus na cyclus op en neemt niet langer deel aan de elektrochemische reacties. Het resultaat: een geleidelijke capaciteitsafname, een krimpende actieradius en een State of Health (SOH) die onvermijdelijk achteruitgaat.
Advertentie – lees hieronder verder
De meeste fabrikanten garanderen een minimale SOH van 70% gedurende 8 jaar of 160.000 kilometer. Zakt de batterij onder die drempel, dan moet de gebruiker vaak een nieuwe accu overwegen of bij verkoop rekenen op een moeizame onderhandeling.
Ook vaste elektrolyten
Batterijen met een vaste elektrolyt worden al jaren voorgesteld als de volgende revolutie voor elektrische voertuigen. Precies door hun ontwerp zouden ze het probleem van dendrieten oplossen. De redenering leek sluitend: een harde elektrolyt zou hun groei mechanisch blokkeren. Toyota mikt op een marktintroductie vanaf 2027, terwijl QuantumScape zijn technologie ontwikkelt met Volkswagen en Solid Power samenwerkt met BMW en Ford. En toch schuiven ze hun deadlines jaar na jaar op…
Het goede nieuws is dat dit onderzoek eindelijk een verklaring biedt voor die herhaaldelijke vertragingen. We begrijpen nu dat stijve dendrieten weinig moeite hebben om door een vaste elektrolyt heen te dringen. De hele strategie om ze mechanisch te blokkeren blijkt dus gebaseerd op een eigenschap die ze niet hebben. Een fout uitgangspunt dat (al is het niet de enige rem op vaste batterijen) jaren van stilstand helpt verklaren. Verrassend!
Dit inzicht komt op het juiste moment, want het opent drie concrete onderzoekspaden. Het eerste focust op anodes van lithiumlegeringen, die minder gevoelig zijn voor de vorming van een harde SEI-laag. Het tweede verkent separatoren die sterk genoeg zijn om dendrieten tegen te houden. Het derde richt zich op elektrolytadditieven die de kristalstructuur van dendrieten beïnvloeden zodra ze ontstaan. Eén ding is duidelijk: deze studie geeft nieuw onderzoek een stevige duw in de rug, zodat vastestofbatterijen eindelijk hun belofte kunnen waarmaken.
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
