Nieuwe studie bevestigt: vastestofbatterijen staan op het punt de wereld over te nemen

De batterijwereld staat op de drempel van een grote omwenteling. In talloze laboratoria rond de wereld werken wetenschappers en ingenieurs namelijk aan zogenoemde vastestofbatterijen. Deze batterijen, die een vaste elektrolyt gebruiken in plaats van een vloeibare, beloven de problemen van huidige lithium-iontechnologie op te lossen en een nieuwe standaard te zetten voor energieopslag. 

Opladen in een kwartiertje

Een van de grootste doorbraken ligt in de oplaadsnelheid. Huidige topmodellen zoals de Tesla Model 3 en Porsche Taycan hebben daar nog 23 tot 27 minuten voor nodig. Vastestofbatterijen kunnen deze tijd halveren, zeggen de onderzoekers in hun analyse. 

Wel moeten ingenieurs nog uitdagingen oplossen rond de zogenaamde Critical Current Density (de maximale stroomsterkte per oppervlak die de batterij aankan zonder beschadigd te raken) en hoge interne weerstand, die energieverlies en opwarming veroorzaakt tijdens het laden of ontladen, zo nuanceren de onderzoekers.

Vijf keer langer mee

Misschien nog indrukwekkender is de dramatische verbetering in levensduur. Waar huidige lithium-ion batterijen al na 1.000 oplaadcycli merkbaar achteruitgaan in prestatie, behouden vastestofbatterijen 90 procent van hun oorspronkelijke capaciteit na 5.000 cycli. Voor consumenten betekent dit dat batterijen veel minder vaak vervangen hoeven te worden. Beeld je in dat je jouw elektrische auto binnen 20 jaar aan je kinderen kan geven (en zij ‘m daarna misschien aan hun kinderen kunnen doorgeven). 

Einde aan brandgevaar

Veiligheid vormt de derde pijler van de revolutie. Door het wegvallen van elektrolyten die bestaan uit een brandbare vloeistof en anodes die bestaan uit koolstof, die in huidige batterijen zeer brandbaar zijn, wordt het risico op thermal runaway (ongecontroleerde temperatuurstijging die tot een explosie kan leiden) drastisch verminderd. 

Een belangrijke opmerking: ook huidige lithium-ionbatterijen zijn al heel veilig. Hoewel je soms nog eens in het nieuws een bericht ziet verschijnen over elektrische auto’s die in brand vliegen, is de kans dat een auto met een verbrandingsmotor in brand vliegt 80 keer zo hoog. Wel toegegeven: eenmaal een EV in brand vliegt, is ‘ie moeilijker te blussen. 

De weg naar de markt

Ondanks deze veelbelovende eigenschappen liggen er nog behoorlijke uitdagingen op de weg naar massaproductie. Het opschalen van de productie blijft complex en kostbaar. Er zijn ook nog technische obstakels zoals de formatie van dendrieten, naaldvormige lithiumstructuren die tijdens het laden kunnen ontstaan en kortsluiting veroorzaken.

Gelukkig werken onderzoekers wereldwijd aan nieuwe materialen en productiemethoden die deze problemen verhelpen. Stapje voor stapje komen ze zo dichterbij.

Lees meer over energie en mis niets met de Bright-app.