Advertentie
Onderzoekers hebben een nieuw type accu ontwikkeld dat elektrische voertuigen aanzienlijk sneller zou kunnen opladen dan huidige lithium-iontechnologie. In laboratoriumtests kon een prototypecel volledig worden opgeladen in ongeveer 15 minuten, met een specifiek laadvermogen van 1.747,6 watt per kilogram. Dat ligt aanzienlijk hoger dan bij de meeste huidige EV-batterijen.
Lithium-metaalaccu met aangepaste elektrolyt
De technologie is gebaseerd op een lithium-metaalaccu, een chemie die al langer wordt onderzocht als mogelijke opvolger van klassieke lithium-ioncellen. In plaats van grafiet gebruikt deze accu metallisch lithium als anode, wat een hogere energiedichtheid mogelijk maakt en daardoor potentieel langere rijafstanden kan opleveren.
De onderzoekers bereikten de hoge laadsnelheid dankzij een nieuw ontworpen elektrolyt. Die zou geordende elektronenpaden creëren in de accu, waardoor lithium-ionen sneller en efficiënter tussen anode en kathode kunnen bewegen. Volgens de onderzoekers blijft de cel daardoor stabiel bij hoge laadstromen.
Snelladen tot 4C
In tests werd een laadsnelheid van ongeveer 4C bereikt, wat betekent dat de accu theoretisch in een kwartier volledig kan worden opgeladen. De demonstratie gebeurde op 2Ah pouch-cellen met een NMC-kathode, een configuratie die vaker wordt gebruikt in onderzoek naar elektrische voertuig accu's.
Een belangrijk voordeel van de nieuwe elektrolyt is dat deze de vorming van zogenaamde lithium-dendrieten moet verminderen. Dat zijn kleine metaalstructuren die kunnen ontstaan tijdens snel laden en die in extreme gevallen kortsluiting of degradatie van de accu kunnen veroorzaken. Het beperken van deze dendrieten wordt gezien als een van de grootste uitdagingen voor lithium-metaal accu's.
Potentieel voor elektrische voertuigen
Als de technologie verder wordt ontwikkeld en opgeschaald, kan dit bijdragen aan elektrische voertuigen met kortere laadtijden en mogelijk grotere actieradius. Snelladen blijft namelijk een van de belangrijkste obstakels voor de bredere adoptie van elektrische auto’s, omdat opladen doorgaans veel langer duurt dan tanken bij voertuigen met een verbrandingsmotor.
De onderzoekers benadrukken wel dat de batterij zich nog in een vroege onderzoeksfase bevindt. Verdere tests en schaalvergroting zijn nodig voordat de technologie geschikt is voor commerciële toepassingen in voertuigen of energieopslag.
Zoektocht naar sneller EV-laden
Autofabrikanten en batterijproducenten zoeken al jaren naar technologieën die snelladen dichter bij het tempo van traditioneel tanken brengen. Naast lithium-metaal accu's wordt er onder meer gewerkt aan solid-statebatterijen en verbeterde lithium-ioncellen.
Hoewel dergelijke doorbraken vaak nog jaren verwijderd zijn van massaproductie, tonen dit soort onderzoeksresultaten aan dat de ontwikkeling van snelladende EV-accu's nog steeds in hoog tempo doorgaat.