IMEC realiseert "veelbelovende doorbraak" die grootste nadelen elektrisch rijden teniet moet doen

Het Leuvense onderzoekscentrum IMEC heeft een "belangrijke doorbraak" aangekondigd op het vlak van batterijen voor elektrische auto's. Een nieuw nanomateriaal voor vaste-stof-lithiumionbatterijen kan er op termijn voor zorgen dat elektrische auto's een groter bereik krijgen, en dat ze sneller kunnen worden opgeladen, waarmee de grootste nadelen van elektrisch rijden verholpen zouden zijn. 

Het nieuws van vandaag heeft eigenlijk te maken met een omschakeling waaraan al langer wordt gewerkt, maar waar onderzoekers een beetje "vastzaten". 

Vandaag rijden elektrische auto's rond met "natte" lithiumionbatterijen (de elektrolyt in de batterij is een vloeistof). Die elektrolyt vormt het hart van de batterijen, want hij staat in voor het transport van de lithiumionen tussen de twee polen van de batterij.

Er wordt al een tijd gewerkt aan een nieuw type batterijen op basis van een vaste elektrolyt. Die hebben immers verschillende voordelen:  

  • een hogere energiedichtheid (ze kunnen meer energie leveren voor hetzelfde volume)
  • kortere oplaadtijden 
  • hogere betrouwbaarheid
  • langere levensduur

Tot nu toe waren de vastestofbatterijen geen echt succes. De geleidbaarheid van de vastestof­elektrolyt was nog veel te laag. "De nieuwe vaste elektrolyt die we ontwikkelden brengt daar nu verandering in", vertelt Philippe Vereecken van IMEC. 

"We werken met een nanocomposietmateriaal dat wordt aangebracht als vloeistof en pas achteraf in een vaste stof wordt omgezet. Dat heeft als grote voordeel dat de batterijproducenten hun productieproces niet drastisch hoeven te veranderen als ze dit nieuwe soort batterijen willen gaan aanmaken."

We kunnen meer capaciteit krijgen voor hetzelfde volume, en de batterij  sneller laten opladen

De elektrolyt wordt dus eerst aangebracht als een vloeistof en daarna uitgehard. "Op die manier kunnen we meer plaats beschikbaar maken voor actief elektrodemateriaal en dus meer capaciteit (langer gebruik) krijgen voor hetzelfde volume", vertelt Vereecken. 

"Een tweede voordeel is dat we beter contact kunnen maken tussen het elektrodemateriaal en de elektrolyt, wat maakt dat de batterijen snel kunnen opladen, en dit was tot nog toe het grootste probleem met vastestof­batterijen."

De actieradius van elektrische auto's zou met de helft moeten toenemen, zodat je er al eens mee op reis kan

Over welke termijn gaat het?

IMEC hoopt tegen midden volgend jaar deze nieuwste technologie geïmplementeerd te hebben. "Op dat moment zullen we ongeveer op het niveau zitten van de huidige natte batterijen, om daarna ze voorbij te steken en te overtreffen", zegt Vereecken. "Het principe is aangetoond, nu volgt de ontwikkeling." 

De omslag van liquid naar solid was er een die gemaakt moest worden, maar onderzoekers zaten met een bottleneck: het probleem was dat die overstap te veel nadelen had. Het speciale aan de ontwikkeling die IMEC nu aankondigt, is dat dit op termijn verleden tijd wordt. Vanaf midden 2019, schat Vereecken, kan de nieuwe technologie stilaan op kruissnelheid komen om de huidige batterijen in de jaren daarna definitief achter zich te laten. 

Het bereik van een elektrische auto zou dan concreet met ongeveer de helft moeten toenemen, en het is de bedoeling om de oplaadtijd naar 20 minuten te brengen (later zelfs minder). Maar daarvoor is nog even tijd nodig. Vereecken schat dat het gaat over een vijftal jaar.  

De oplaadtijd kan drastisch omlaag, naar 20 minuten of minder