De actieradius zal toenemen tot 1.200 km en het opladen zal worden teruggebracht tot tien minuten of minder. We kunnen wel stellen dat dit alles zou kunnen veranderen.

David Bailey, professor bedrijfseconomie aan de Universiteit van Birmingham, zei: "Als het een echte doorbraak is, kan het een game-changer zijn, echt de heilige graal van batterijvoertuigen." Het is moeilijk om dit te betwisten. Range anxiety zou tot het verleden behoren. Tien minuten om de accu's volledig op te laden is bijna net zo snel als tanken met benzine of diesel. Dit betekent ook een veel snellere doorstroming van voertuigen bij laadstations; drie auto's zouden volledig kunnen opladen in dezelfde tijd die het nu kost om tot 80% op te laden. Dit zou letterlijk alles veranderen.


Hoe lang duurt het voordat we deze batterijen in EV's zien?

Toyota gelooft dat het solid-state batterijen kan produceren voor gebruik in elektrische voertuigen vanaf 2027, volgens de Financial Times. Deze technologie wordt ook ontwikkeld in het Verenigd Koninkrijk. Een van onze kleinzoons studeerde aan de Warwick University, een universiteit die zwaar gefinancierd en ondersteund wordt door Jaguar. Niet verwonderlijk, want het ligt zo dicht bij Coventry. Hij vertelde me enkele jaren geleden dat er een nieuwe ontwikkeling werd bestudeerd, een solid-state accu. Het is niet alleen Warwick, Oxford University is een van de zeven instellingen die een memorandum of understanding hebben getekend waarin ze beloven samen te werken aan de technologie.

The Guardian legt de technologie als volgt uit: "Solid-state batterijen zouden de bestaande technologie verbeteren door een vloeibare elektrolyt, waarin lithiumionen een elektrische stroom geleiden, te vervangen door een vast keramisch materiaal. Dat zou de energiedichtheid van de batterijen kunnen verhogen en ze lichter en kleiner maken. Maar hoewel er enkele prototypes bestaan, hebben bedrijven moeite om een duurzame solid-state batterij op de markt te brengen.

Een paar weken geleden zei het Japanse bedrijf dat het de productie van het materiaal dat wordt gebruikt om ze te maken had vereenvoudigd, waarbij de ontdekking werd geprezen als een belangrijke sprong voorwaarts die de oplaadtijd drastisch zou kunnen verkorten en het rijbereik zou kunnen vergroten.


Gedurfde claims

Keiji Kaita, voorzitter van het onderzoeks- en ontwikkelingscentrum voor koolstofneutraliteit van het Japanse autoconcern, zei: "Voor zowel onze vloeibare als onze solid-state batterijen streven we ernaar om de situatie waarin de huidige batterijen te groot, te zwaar en te duur zijn, drastisch te veranderen.

Solid-state batterijen zijn een nieuw type batterijtechnologie die het potentieel heeft om een revolutie teweeg te brengen in de elektrische auto-industrie. Deze batterijen maken gebruik van een vaste elektrolyt in plaats van een vloeibare elektrolyt, wat verschillende voordelen biedt ten opzichte van traditionele lithium-ion batterijen. Solid-state batterijen zijn veiliger, efficiënter en hebben een hogere energiedichtheid dan hun vloeibare tegenhangers. Er wordt wereldwijd onderzoek naar gedaan. Ingenieurs van de Universiteit van Californië San Diego zijn een samenwerking aangegaan met LG Energy Solution om een nieuwe oplaadbare solid-state batterij te ontwikkelen. Als gevolg hiervan zijn solid-state batterijen een veelbesproken onderwerp geworden in de elektrische auto-industrie, met autofabrikanten die in een race verwikkeld zijn om deze nieuwe technologie te ontwikkelen en te commercialiseren. Er bestaat geen twijfel over dat ze het spel volledig zullen veranderen en geen enkele fabrikant kan het zich veroorloven om buiten de race te blijven.


Wat kunnen deze nieuwe batterijen?

De voordelen van solid-state batterijen voor elektrische auto's zijn talrijk. Solid-state batterijen hebben een hogere energiedichtheid, wat betekent dat ze meer energie kunnen opslaan in dezelfde hoeveelheid ruimte als traditionele lithium-ion batterijen. Dit kan leiden tot een groter rijbereik voor elektrische auto's, tot drie keer het bereik en snellere oplaadtijden, naar verluidt slechts 10 minuten voor een volledige lading. Solid-state batterijen zijn ook veiliger dan traditionele batterijen omdat ze minder gevoelig zijn voor thermische runaway, wat brand en explosies kan veroorzaken in lithium-ion batterijen. Bovendien hebben solid-state batterijen een langere levensduur, wat de noodzaak voor batterijvervanging kan verminderen en uiteindelijk de kosten van elektrische voertuigen kan verlagen.

Ondanks de vele voordelen van solid-state batterijen zijn er nog steeds verschillende uitdagingen voor de ontwikkeling en commercialisering ervan. Een van de grootste uitdagingen is het optimaliseren van de productieprocessen. Een andere uitdaging zijn de hoge productiekosten van solid-state batterijen, die momenteel veel hoger liggen dan die van traditionele lithium-ion batterijen. Bovendien moeten er nog vaste elektrolyten met een hoge ionengeleidbaarheid worden ontwikkeld om de ontwikkeling van levensvatbare solid-state batterijen mogelijk te maken. Ondanks deze uitdagingen betekenen de potentiële voordelen van solid-state batterijen dat elke grote autofabrikant ze wil hebben.


Wie zal de eerste zijn?

Toyota is het eerste bedrijf dat een op tijd gebaseerde claim doet, maar ze zijn niet de enige. De auto-industrie is zeer concurrerend, dus ze kunnen het zich niet veroorloven dat één fabrikant zo'n groot voordeel behaalt.

Verschillende bedrijven en organisaties ontwikkelen momenteel solid-state batterijen voor auto's, die naar verwachting betere prestaties en meer veiligheid zullen bieden dan traditionele lithium-ion batterijen. Toyota Motor Corporation werkt actief aan solid-state accutechnologie. De autofabrikant ontwikkelt deze batterijen via zijn joint venture met Panasonic, Prime Planet Energy & Solutions Inc., en streeft ernaar om al in 2027 een commerciële solid-state batterij te lanceren.

QuantumScape Corporation is een ander bedrijf dat zich richt op de ontwikkeling van solid-state accu's voor auto's. De volgende generatie accu's van het bedrijf wordt ontwikkeld doorQuantumScape. De volgende generatie batterijen van het bedrijf is ontworpen om energieopslag te transformeren met solid-state lithium-metaal batterijtechnologie. QuantumScape werkt al enkele jaren aan de ontwikkeling van een levensvatbare solid-state batterij voor elektrische voertuigen en in december 2022 kondigde het bedrijf aan dat het zijn eerste partij 24-laags lithium-metaalcellen had verscheept naar fabrikanten van elektrische voertuigen om te testen. De solid-state batterijtechnologie waar de startup aan werkt, belooft een veel groter bereik en oplaadtijden van 15 minuten.

Solid Power Inc. is een Amerikaanse accu-ontwikkelaar die gespecialiseerd is in sulfide-elektrolyttechnologie op basis van vaste stoffen. Het bedrijf wordt gesteund door Ford en BMW en werkt aan de ontwikkeling van solid-state batterijen voor elektrische voertuigen. Solid Power begon in juni 2022 met de proefproductie van een innovatieve EV-batterij met een groter bereik en sneller opladen. Het bedrijf is een partnerschap aangegaan met BMW om samen solid-state batterijen te ontwikkelen voor high-performance elektrische voertuigen, en het werkt aan het gebruik van een sulfide-gebaseerde vaste elektrolyt in plaats van de traditionele vloeistof. Net als BMW heeft ook Ford een samenwerking aangekondigd met Solid Power om elektrische voertuigen te ontwikkelen die worden aangedreven door solid-state batterijtechnologie.

Mercedes-Benz heeft al verklaard dat het van plan is om zijn line-up volledig te elektrificeren tegen 2030 en het streven naar solid-state technologie zal een grote rol spelen om dat te bereiken. Volkswagen is een partnerschap aangegaan met QuantumScape en investeert 300 miljoen dollar in de ontwikkeling van elektrische voertuigen die worden aangedreven door solid-state batterijen tegen 2024. BMW is een andere autofabrikant die samenwerkingsverbanden aangaat om een doorbraak te creëren in de wereld van solid-state batterijtechnologie. Ze zijn ook een partnerschap aangegaan met het Amerikaanse bedrijf Solid Power. Nissan streeft ernaar om in 2025 een productiefabriek te hebben die kan beginnen met solid-state batterijen. Honda ontwikkelt solid-state batterijen in eigen huis en zegt dat deze ontwikkelingen hen vertrouwen geven dat vroege toepassingen in de tweede helft van 2020 mogelijk zijn.

Hoe zit het met Ford? Lisa Drake, vicepresident EV-industrialisatie bij Ford, zegt dat de technologie niet voor 2030 klaar zal zijn. Net als BMW werken ze ook samen met Solid Power. General Motors kondigde aan dat het bedrijf 7 miljard dollar zou investeren in vier verschillende fabrieken, waarvan er twee gewijd zouden zijn aan elektrische voertuigen en batterijen, naast het grootste deel van het kapitaal. Porsche werkt aan een volledig elektrische versie van de legendarische 911 en heeft ook gekozen voor QuantumScape.


Wat is de conclusie?

Als je erover denkt om elektrisch te gaan rijden, kun je waarschijnlijk het beste wachten. Binnen drie of vier jaar zullen er solid-state aangedreven voertuigen op de markt komen. De actieradius is minstens drie keer zo groot en in tien minuten volledig opgeladen. Bovendien beweren de fabrikanten dat deze nieuwe batterijen dertig jaar meegaan, drie keer zoveel als conventionele batterijen. Het wachten waard!

Author

Resident in Portugal for 50 years, publishing and writing about Portugal since 1977. Privileged to have seen, firsthand, Portugal progress from a dictatorship (1974) into a stable democracy. 

Paul Luckman