Solid-state batterijen, het nieuwe elektrische tijdperk
Audi Magazine
Krachtiger, veiliger en compacter: solid-state batterijen zijn de oplossing van de toekomst voor hybride of elektrische wagens. Audi speelt een belangrijke rol bij het onderzoek op dit gebied, met als doel de actieradius te vergroten.
Van vloeibaar naar vast
De lithium-ionbatterijen die momenteel gebruikt worden in elektrische voertuigen zijn gebaseerd op een technologie waar elke middelbare scholier al van gehoord heeft: het potentiaalverschil. Om elektronen tussen de negatieve en positieve polen te laten circuleren, is er een geleider of elektrolyt nodig. In dit soort batterijen is dat een vloeistof. Deze oplossing neemt relatief veel ruimte in beslag en veroorzaakt stabiliteitsproblemen, waardoor er allerlei veiligheidsprotocollen nodig zijn. Uiteraard zijn lithium-ionbatterijen veilig en werken ze uitstekend. Maar als de geleidende vloeistof vervangen kon worden door een vaste massa ... dan zouden we veel winnen op het vlak van ruimte, betrouwbaarheid en actieradius. In het testcentrum in Gaimersheim werkt Audi al vele jaren aan een verbetering van de prestaties van batterijen. Het merk ondersteunt ook onderzoek naar batterijen van de volgende generatie, wat al overtuigende resultaten heeft opgeleverd.
België aan de top
In slechts enkele jaren heeft België zich gevestigd als een toonaangevend ontwikkelingscentrum op dit gebied, met tal van patenten als gevolg. Umicore, wereldleider in batterijmaterialen, is daar een mooi voorbeeld van. De meest recente innovatie? De opening in juni 2023 in Olen (provincie Antwerpen) van , een van 's werelds grootste en meest geavanceerde faciliteiten om onderdelen voor solid-state batterijen te prototypen. Daarvoor heeft de Belgische gigant op het gebied van non-ferromaterialen, waarmee Audi al samenwerkt om batterijen van de e-tronmodellen te recycleren, zijn laboratoria volledig omgebouwd. Het luchtbehandelingssysteem blaast 200.000 kubieke meter droge lucht per uur om vochtigheidsniveaus onder 0,01% te bereiken. Een absolute noodzaak om de componenten van solid-state batterijen te beschermen, die bijzonder gevoelig zijn voor schimmelvorming.
Audi loopt voorop
Zoals de voormalige CEO Markus Duesmann twee jaar geleden benadrukte, streeft Audi ernaar om vanaf 2026 enkel nog elektrisch aangedreven voertuigen te ontwerpen. Dit heeft geleid tot een intense focus op technologische vooruitgang binnen het merk. Zonder te wachten op de operationele implementatie van solid-state batterijen, heeft Audi bijvoorbeeld al wijzigingen doorgevoerd aan de configuratie van zijn lithium-ionbatterijen. Terwijl de cellen vroeger rond elkaar gewikkeld waren, zijn ze nu gestapeld als lagen van een taart. Een detail dat alles verandert en zorgt voor een toename van 20 kWh aan laadvermogen, zonder meer ruimte in te nemen. Daarmee vergroot de actieradius met maar liefst 30%.
Meer, sneller, verder
Maar wat zijn dan de voordelen van solid-state batterijen? Allereerst zijn ze veiliger en bieden ze een aanzienlijke ruimtebesparing. Dat laatste laat niet alleen toe om het comfort van de passagiers te verbeteren, maar ook om het interieur te herdenken en te verlichten. Anders dan de huidige lithium-ionbatterijen, die als een plaat op het chassis zijn geplaatst, zijn solid-statebatterijen eenvoudig op te delen in verschillende blokken. Op die manier kunnen ze rond een meer modulair interieur geplaatst worden. De meest overtuigende argumenten blijven echter de flinke toename van de actieradius, die meer dan 1000 kilometer kan bereiken, en de bijna verdubbelde laadsnelheid. Als kers op de taart is de koolstofvoetafdruk van het productieproces kleiner. Zo is er minder kobalt en grafiet nodig voor solid-state batterijen – twee zeldzame componenten waarvan de ontginning een grote ecologische impact heeft. Volgens experts zouden deze nieuwe batterijen al tegen het einde van dit decennium onderdeel kunnen zijn van onze wagens.
