Nieuwe batterij laadt je elektrische auto veel sneller op

De batterij van je elektrische auto moet zo nu en dan opladen en dat neemt flink wat tijd in beslag. Maar als het aan deze onderzoekers ligt, verloopt dat in de toekomst een stuk sneller.

Wie in een elektrische auto rijdt, weet hoe belangrijk de batterij is. Niet alleen bepaalt die hoe ver je komt, maar ook hoe snel je weer op weg kunt en hoe betrouwbaar je auto is in de winter. Zuid-Koreaanse wetenschappers hebben nu een nieuwe batterij ontwikkeld die op meerdere fronten grote winst belooft.

In samenwerking met onderzoekers van POSTECH, KAIST en de Gyeongsang National University is een compleet nieuw type batterij gepresenteerd. Deze innovatie kan de energiedichtheid bijna verdubbelen zonder dat de batterij groter wordt. Dat is goed nieuws voor iedereen die droomt van meer actieradius en minder laadstress.

Deze batterij belooft meer energie voor je elektrische auto

De kern van de doorbraak zit in de energiedichtheid. De nieuwe batterij haalt maar liefst 1.270 Wh per liter, terwijl de meeste huidige batterijen in een elektrische auto rond de 650 Wh per liter blijven steken. Dat is een flink verschil en dat effect merk je direct in de praktijk.

Voor autofabrikanten is elke centimeter ruimte goud waard. Een compactere batterij met meer energie betekent meer vrijheid in het ontwerp en vaak ook een lichter voertuig. Voor jou als bestuurder vertaalt zich dat simpelweg naar meer kilometers per lading.

Het geheim achter deze prestaties is een zogenoemd anodevrij ontwerp. Normaal gesproken bevat een batterij een grafietanode waarin lithium wordt opgeslagen. In deze nieuwe batterij is die anode volledig weggelaten.

Tijdens het opladen van een elektrische auto slaan lithium-ionen zich direct neer op een koperen collector. Doordat de anode ontbreekt, komt er binnenin de batterij veel ruimte vrij. Die ruimte wordt benut om meer energie op te slaan, zonder dat de batterij groter hoeft te worden.

Het grote probleem: veiligheid

Dit concept wordt al jaren gezien als de heilige graal van batterijtechnologie. Tot nu toe was het vooral theorie, omdat het in de praktijk veel problemen opleverde. Lithium kan zich ongelijkmatig afzetten en scherpe, naaldachtige structuren vormen, de zogenoemde dendrieten.

Deze dendrieten kunnen door de interne lagen van de batterij prikken. Als dat gebeurt, kan er kortsluiting ontstaan met brand of snelle slijtage als gevolg. Dat maakte dit type batterij jarenlang ongeschikt voor dagelijks gebruik in een elektrische auto.

De Zuid-Koreaanse onderzoekers kozen voor een aanpak met twee beschermingslagen. Eerst ontwikkelden ze een speciaal polymeerframe, de zogeheten “Reversible Host”, met zilveren nanodeeltjes die zorgen dat lithium zich gelijkmatig afzet.

Daarnaast gebruikten ze een speciaal elektrolyt dat automatisch een beschermende laag vormt op het lithiumoppervlak. Deze laag, opgebouwd uit lithiumoxide en lithiumnitride, voorkomt dat dendrieten kunnen doorgroeien, terwijl ionen zich vrij blijven bewegen.

Een rooskleurige toekomst voor elektrische auto’s?

In tests liet de batterij sterke prestaties zien. Na honderd laadcycli behield ze nog bijna 82 procent van haar capaciteit. Dat is een belangrijk signaal voor levensduur en betrouwbaarheid.

Deze tests werden uitgevoerd met zogeheten pouch cells, batterijvormen die sterk lijken op de batterijen die daadwerkelijk in auto’s worden gebruikt. Daardoor lijkt de stap van laboratorium naar fabriek een stuk realistischer.

Voor wie een elektrische auto overweegt, betekent deze ontwikkeling mogelijk meer rijbereik, kortere laadtijden en minder zorgen in koud weer. Vooral de winter, waarin een batterij vaak sneller leegloopt, kan hierdoor een stuk minder stressvol worden.

Hoewel er nog geen exacte releasedatum is, zijn de onderzoekers optimistisch. Als deze technologie de markt haalt, kan range anxiety eindelijk tot het verleden behoren en wordt de batterij niet langer de beperking, maar juist de kracht van de elektrische auto.

Elektrische auto van Polestar zet nieuw wereldrecord met batterij

Onderwerpen

• batterijen
• elektrische voertuigen