©Solid Power
Deze ontdekking is cruciaal voor de EV-batterij van de toekomst
Een belangrijke ontdekking kan de ontwikkeling van vastestofbatterijen voor elektrische auto's een flinke boost geven. Wetenschappers hebben namelijk eindelijk achterhaald waarom de veelbelovende batterijtechniek voortijdig de geest geeft.
Vastestofbatterijen worden gezien als de heilige graal voor elektrisch rijden. De solid-state accu's beloven niet alleen een grotere actieradius, maar zijn ook veiliger dan de huidige batterijen omdat ze geen brandbare vloeistoffen bevatten. Helaas worden ze geplaagd door een hardnekkig probleem: ze gaan veel te snel kapot.
Dat komt doordat er bij het laden relatief snel naaldvormige structuren, zogeheten dendrieten, ontstaan in het lithiummetaal. Die veroorzaken uiteindelijk kortsluiting. Maar wetenschappers begrepen niet waarom dit ook gebeurt bij lage stroomsterktes, waar je het eigenlijk niet zou verwachten.
Metaalmoeheid in de anode
De Chinese wetenschappers keken daarom naar het binnenste van een batterij terwijl deze in gebruik was, met behulp van geavanceerde elektronenmicroscopie. Daaruit blijkt dat het lithiummetaal in de minpool (anode) een soort metaalmoeheid vertoont door het herhaaldelijk opladen en ontladen.
Bij elke laadcyclus zet het lithium uit en krimpt het weer. Dit proces leidt tot microscopische scheurtjes op de grens tussen het lithium en de vaste elektrolyt. Deze defecten zorgen ervoor dat de eerder genoemde dendrieten kunnen groeien. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijke vakblad Science.
Het is op te lossen
Het goede nieuws is dat dit betekent dat het probleem voorspelbaar is en inherent aan het materiaal zelf. Dat biedt nieuwe aanknopingspunten voor batterij-ontwikkelaars. Zo kunnen ze nu bijvoorbeeld het lithiummetaal verstevigen met andere materialen, of slimmere laadstrategieën te bedenken die de mechanische stress verminderen. Uiteindelijk komen daarmee elektrische auto's met een actieradius van meer dan duizend kilometer en oplaadtijden van minder dan 15 minuten een stapje dichterbij.
Wanneer komen de EV's met deze accu's?
Veel grote autofabrikanten, waaronder Toyota, BYD en Stellantis, en batterijproducenten als CATL, LG en Samsung, ontwikkelen solid-state accu's. Ze worden over enkele jaren in de eerste EV's verwacht, maar de meeste bedrijven denken dat de massaproductie pas vanaf 2030 op gang komt.
Op zaterdag 17 mei organiseren we een nieuwe E-bike Party, waar je zelf ruim vijftig nieuwe e-bikes kunt proberen. De laatste kaarten zijn nu te koop en met kortingscode BEP2025-50 krijg je nu 50 procent korting.