Vastestofbatterij: nieuwe doorbraak

Vastestofbatterijen gaan de elektrische auto opnieuw een impuls geven. Ze zijn volop in ontwikkeling; maar auto’s met een vastestofbatterij komen op zijn vroegst in 2025 op de markt. Zij hebben een groter vermogen dan lithium-ion batterijen en laden sneller op. Auto’s met zo’n batterij hebben een tot 40% kleinere ecologische voetafdruk. Maar ze hebben ook meer lithium nodig.

De komst van de vaste-stofbatterij

De opkomst van de elektrische auto is vooral te danken aan de voortdurende verbetering van de lithium-ion batterij; in termen van energiedichtheid en kosten. Maar de meeste fabrikanten van elektrische auto’s hebben hun ogen al gericht op de vastestofbatterij (Engels: solid state battery). Deze bevat geen vloeibare onderdelen; hij maakt gebruik van vast keramisch materiaal waardoor deze veiliger is. Hij heeft meer opslagcapaciteit en het gewicht van de auto kan ermee dalen. Bovendien kan een vastestofbatterij sneller worden opgeladen en goedkoper worden gemaakt; doordat er minder grondstoffen voor nodig zijn, onder meer van het schaarse metaal kobalt.

Deze berichten komen op het moment waarop Europarlementariërs en EU-regeringen onderhandelen over een nieuwe batterijverordening. Deze moet veiligheidseisen en recyclingregels voor batterijen (en het daarin gebruikte lithium) vastleggen. Als het lithium voor de nieuwe batterijen wordt gewonnen op een duurzamere manier, kan een vastestofbatterij een tot wel 40 procent kleinere voetafdruk hebben dan de huidige lithium-ion batterijen. Aldus Minviro, een bedrijf dat onderzoek deed voor de Europese pressiegroep Transport & Environment (T&E). Er is wel bijna 40% meer lithium voor nodig. T&E vindt dat dit lithium verantwoordelijk (responsibly) moet worden geproduceerd, in ecologisch en sociaal opzicht.

Voordelen

De veiligheid is van groot belang voor elektrische auto’s. In het verleden is het voorgekomen dat batterijen oververhit raakten en vlam vatten. Daar is al veel werk aan gedaan. Vastestofbatterijen zouden het qua veiligheid nog eens beter moeten gaan doen, doordat hun elektrolyt niet brandbaar is. Daardoor zijn er ook minder veiligheidssystemen nodig; waardoor de energiedichtheid weer groter kan worden.

En dan heeft de vastestofbatterij nog een voordeel dat de autofabrikanten erg aanspreekt: ze zijn sneller op te laden. QuantumScape uit Californië zegt bijvoorbeeld dat hun batterij tot 80% kan opladen in een kwartier, twee keer zo snel als de huidige batterij aan een snellader. Geen wonder dat alle automerken zo snel mogelijk modellen met een vastestofbatterij op de markt willen hebben. Chinese bedrijven, Toyota en Volkswagen zeggen dat het al in 2025 zo ver kan zijn. Anderen zijn voorzichtiger en stellen dit moment op ‘de tweede helft van dit decennium’.

Vastestofbatterij: het tijdpad

Kosten zijn natuurlijk ook belangrijk. De sector denkt dat de vastestofbatterij uiteindelijk goedkoper zal zijn dan de lithium-ion batterij. Door de hogere energiedichtheid heeft deze minder materiaal nodig. En ook al door de betere veiligheid. Er zijn bovendien meer markten dan automotive. Het Amerikaanse bedrijf Zendure brengt naar eigen zeggen de allereerste vastestofbatterijen op de markt voor toepassing in huis. Daarmee kunnen de bewoners tijdelijk zonne-energie opslaan, om deze op een ander moment weer te gebruiken. De aanpasbare batterij heeft een capaciteit van 6,4 kilowattuur tot 64 kilowattuur. Met een aansluiting voor zonnepanelen en een plug-in voor het opladen van een elektrische auto.

Er moet voor al deze ontwikkelingen natuurlijk wel voldoende lithium op de markt komen. Tot nu toe sporen de plannen voor uitbreiding van de winning nog wel met die van de batterijmakers. We zien wel dat autofabrikanten hun toekomst proberen te verzekeren met langetermijncontracten. En tegen het eind van het decennium zullen we ook moeten kunnen beschikken over voldoende capaciteit in de recycling. De huidige oorlog in Oekraïne zet de levering van fossiele brandstoffen onder druk – des te meer reden om de komst van het elektrische rijden met alle mogelijke middelen te versnellen.

Interessant? Lees dan ook:
Batterijtechnologie ontwikkelt zich snel
Vervoer als Dienst
Energieopslag: de noodzakelijke aanvulling op duurzame energiebronnen