De afgelopen jaren zijn lithium-ionbatterijen uitgegroeid tot een cruciale technologie in de transitie naar hernieuwbare energiebronnen en elektrische voertuigen (EV’s). De steeds toenemende vraag naar efficiëntere en betaalbare batterijen heeft belangrijke ontwikkelingen op dit gebied gestimuleerd. Dit jaar voorspellen experts verschillende doorbraken die een revolutie teweeg kunnen brengen in de mogelijkheden van lithium-ionbatterijen.
Een opmerkelijke vooruitgang om in de gaten te houden is de ontwikkeling van solid-state batterijen. In tegenstelling tot traditionele lithium-ionbatterijen die vloeibare elektrolyten gebruiken, gebruiken vastestofbatterijen vaste materialen of keramiek als elektrolyten. Deze innovatie verhoogt niet alleen de energiedichtheid, waardoor mogelijk het bereik van EV’s wordt vergroot, maar verkort ook de oplaadtijd en verbetert de veiligheid door het risico op brand te minimaliseren. Prominente bedrijven als Quantumscape richten zich op solid-state lithium-metaalbatterijen en streven ernaar deze al in 2025 in voertuigen te integreren[1].
Hoewel solid-state batterijen veelbelovend zijn, onderzoeken onderzoekers ook alternatieve chemie om de zorgen over de beschikbaarheid van belangrijke batterijmaterialen zoals kobalt en lithium weg te nemen. De zoektocht naar goedkopere, duurzamere opties blijft innovatie stimuleren. Bovendien werken academische instellingen en bedrijven over de hele wereld hard aan het verbeteren van de batterijprestaties, het vergroten van de capaciteit, het versnellen van de laadsnelheden en het verlagen van de productiekosten[1].
Inspanningen om lithium-ionbatterijen te optimaliseren reiken verder dan elektrische voertuigen. Deze batterijen vinden toepassingen in elektriciteitsopslag op netniveau, waardoor een betere integratie van intermitterende hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie mogelijk wordt. Door gebruik te maken van lithium-ionbatterijen voor netopslag worden de stabiliteit en betrouwbaarheid van hernieuwbare energiesystemen aanzienlijk verbeterd[1].
In een recente doorbraak hebben wetenschappers van het Lawrence Berkeley National Laboratory een geleidende polymeercoating ontwikkeld die bekend staat als HOS-PFM. Deze coating maakt duurzamere, krachtigere lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen mogelijk. HOS-PFM geleidt tegelijkertijd zowel elektronen als ionen, waardoor de stabiliteit van de batterij, de laad-/ontlaadsnelheid en de algehele levensduur worden verbeterd. Het dient ook als lijm, waardoor de gemiddelde levensduur van lithium-ionbatterijen mogelijk wordt verlengd van 10 naar 15 jaar. Bovendien heeft de coating uitzonderlijke prestaties laten zien bij toepassing op silicium- en aluminiumelektroden, waardoor de degradatie ervan wordt beperkt en de hoge batterijcapaciteit gedurende meerdere cycli behouden blijft. Deze bevindingen houden de belofte in dat de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen aanzienlijk zal toenemen, waardoor ze betaalbaarder en toegankelijker worden voor elektrische voertuigen[3].
Terwijl de wereld ernaar streeft de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en over te stappen naar een duurzame toekomst, spelen de ontwikkelingen in de lithium-ionbatterijtechnologie een cruciale rol. De voortdurende onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen drijven de industrie vooruit en brengen ons dichter bij efficiëntere, betaalbare en milieuvriendelijke batterijoplossingen. Met doorbraken op het gebied van vastestofbatterijen, alternatieve chemie en coatings zoals HOS-PFM wordt het potentieel voor een wijdverbreide adoptie van elektrische voertuigen en energieopslag op netniveau steeds haalbaarder.
Posttijd: 25 juli 2023
