©CATL
Grote accufabrikant lost cruciaal probleem op met deze nieuwe batterij
De grote Chinese accufabrikant CATL is erin geslaagd een lithium-metaalbatterij te ontwikkelen die twee cruciale eigenschappen combineert: een hoge energiedichtheid en een aanzienlijk langere levensduur dan zijn voorgangers.
De nieuwste prototypes beschikken over een energiedichtheid van ruim 500 watt per kilogram, meldt CATL, de grootste producent van accu's voor elektrische auto's. Ook kunnen ze 483 oplaad-ontlaadcycli volhouden, waarna ze 77 procent van hun oorspronkelijke capaciteit behouden. Dat is nog altijd minder dan lithium-ionbatterijen, maar aanzienlijk meer dan oudere versies van lithiummetaal-batterijen. CATL spreekt zelf in een verklaring van een 'grote doorbraak'.
Wat is het verschil?
Om te begrijpen waarom dit zo bijzonder is, moeten je eerst het verschil tussen beide batterijtypes kennen. In gewone lithium-ionbatterijen (zoals in je smartphone) bewegen lithiumionen heen en weer tussen twee elektroden via een grafietlaag. Bij lithium-metaalbatterijen zit er daarentegen zuiver lithiummetaal aan één kant.
Dit zorgt ervoor dat lithium-metaalbatterijen veel meer energie kunnen opslaan in hetzelfde gewicht. Dat is ideaal voor elektrische auto's en misschien zelfs vliegtuigen. Het probleem is alleen dat ze snel kapotgaan. Terwijl lithium-ionbatterijen duizenden keren kunnen worden opgeladen, hielden lithium-metaalversies het tot nu toe vaak maar een paar honderd keer vol.
Hardnekkig probleem
Tot nu toe kampten onderzoekers specifiek met een hardnekkig probleem: lithium-metaalbatterijen moesten kiezen tussen ofwel veel energie kunnen opslaan ofwel lang meegaan. CATL's onderzoeksteam besloot dit mysterie op te lossen door systematisch te onderzoeken wat er precies misgaat binnenin de batterij. Ze publiceerden er een studie over in het vakblad Nature Nanotechnology.
Ze ontdekten dat het hoofdprobleem zit in een specifiek zout dat onderdeel is van de elektrolyt (de vloeistof die de stroom tussen de batterijpolen geleidt). Dit zout breekt geleidelijk af tijdens het gebruik, waardoor er steeds minder lithiumionen beschikbaar zijn om stroom te transporteren. Uiteindelijk raakt de batterij uitgeput.
Aangepaste samenstelling
Door de samenstelling van de elektrolyt aan te passen, verhoogden de onderzoekers de concentratie van het lithiumzout zonder dat de vloeistof te stroperig werd. Ze vervingen ook een onderdeel door een lichter alternatief. Dit zorgde ervoor dat er genoeg lithiumionen beschikbaar bleven, zelfs nadat een deel was afgebroken.
Hoewel dit een belangrijke stap voorwaarts is, zijn lithium-metaalbatterijen nog niet klaar voor massaproductie. Ze blijven duurder en complexer om te maken dan lithium-ionbatterijen. Maar CATL's techniek lost alvast een belangrijk probleem op.
Lees meer over energie en mis niets met de Bright-app.