We hadden al eerder van QuantumScape gehoord, enkele maanden geleden. De Californische start-up werkte toen ook al aan vastestofbatterijen en kreeg bovendien het vertrouwen van Volkswagen, dat mee in het kapitaal van deze jonge onderneming stapte.
Die investering in QuantumScape blijkt een goed idee. De start-up heeft zopas een grote stap vooruit aangekondigd in zijn onderzoek naar een vastestofbatterij zonder anode. Ter herinnering: bij een vastestofbatterij vervangt een vaste stof de vloeibare elektrolyt, die normaal gezien de lithiumionen geleidt tussen de kathode en de anode. Maar zo’n batterij heeft nog altijd een kathode én een anode nodig. Behalve bij QuantumScape. Dat laat de anode in de cel achterwege. QuantumScape kiest voor een aanpak waarbij de anode pas tijdens het opladen ontstaat. De lithiumionen zetten zich dan rechtstreeks af op de stroomcollector aan het uiteinde van de cel. Zo ontstaat de anode pas binnen de batterij, in plaats van ingebouwd te worden als een afzonderlijk deel.
Welke voordelen?
Waarom zou je de anode weglaten? Daar zijn meerdere goede redenen voor. In een klassieke lithium-ionbatterij (met anode, kathode en elektrolyt) is de anode het meest problematische element. Zowel op het vlak van milieubelasting als fabricage is de anode het moeilijkst. Meestal wordt er grafiet gebruikt, dat weliswaar stabiel en duurzaam is, maar een beperkte energiedichtheid heeft en trager oplaadt. Bovendien komt het grafiet vooral uit China en vereist het een intensief en vervuilend productieproces met toxische oplosmiddelen. Steeds meer fabrikanten kiezen daarom voor silicium als alternatief voor de anode, maar ook dat is niet ideaal wegens duurder, minder duurzaam en instabieler dan een anode uit grafiet.
Advertentie – lees hieronder verder
Voor QuantumScape betekent het schrappen van de anode een grote stap voorwaarts voor de kostprijs en de energie in verhouding tot het gewicht en volume. Een anode weegt ook door in het totaalgewicht van de batterij, want ze bestaat uit een dikke laag koolstof. De anode weglaten betekent dus minder gewicht en maakt het batterijpakket lichter.
Wat met de prestaties?
In de praktijk vormen de lithiumionen bij de eerste laadbeurt van de cel zelf de anode door zich af te zetten op de stroomcollector, die op een natuurlijke wijze een anode vormt. Deze aanpak drukt niet alleen de productiekosten met 15 tot 20%, maar verhoogt volgens QuantumScape ook de energiedichtheid van het batterijpakket.
Volgens de onderzoekers halen klassieke vastebatterijen met anode gemiddeld 500 Wh/kg, maar de technologie van QuantumScape zou die waarde opkrikken tot 800 Wh/kg. Ter vergelijking: klassieke lithium-ionbatterijen blijven vandaag steken rond de 300 Wh/kg. Dat zijn indrukwekkende cijfers. Maar het betekent helaas nog niet dat deze batterijtechnologie volgend jaar al in een elektrische auto zit. Er zijn nog flink wat technische obstakels, zoals het ontwikkelen van een langdurig betrouwbare vaste elektrolyt zonder dendrieten (naaldvormige lithiumstructuren die kortsluiting kunnen veroorzaken). Alles op zijn tijd dus...
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
