De afgelopen jaren zijn lithium-ionbatterijen uitgegroeid tot een essentiële technologie in de transitie naar hernieuwbare energiebronnen en elektrische voertuigen (EV's). De steeds toenemende vraag naar efficiëntere en betaalbare batterijen heeft geleid tot aanzienlijke ontwikkelingen op dit gebied. Experts voorspellen dit jaar verschillende doorbraken die de mogelijkheden van lithium-ionbatterijen radicaal kunnen veranderen.
Een opmerkelijke ontwikkeling om in de gaten te houden is de ontwikkeling van solid-state batterijen. In tegenstelling tot traditionele lithium-ionbatterijen die vloeibare elektrolyten gebruiken, gebruiken solid-state batterijen vaste materialen of keramiek als elektrolyt. Deze innovatie verhoogt niet alleen de energiedichtheid, wat mogelijk de actieradius van elektrische voertuigen vergroot, maar verkort ook de laadtijd en verbetert de veiligheid door het brandrisico te minimaliseren. Prominente bedrijven zoals Quantumscape richten zich op solid-state lithium-metaalbatterijen en streven ernaar deze al in 2025 in voertuigen te integreren[1].
Hoewel vaste-stofbatterijen veelbelovend zijn, onderzoeken onderzoekers ook alternatieve chemische methoden om de zorgen over de beschikbaarheid van belangrijke batterijmaterialen zoals kobalt en lithium aan te pakken. De zoektocht naar goedkopere en duurzamere opties blijft de innovatie stimuleren. Bovendien werken academische instellingen en bedrijven wereldwijd hard aan het verbeteren van de batterijprestaties, het vergroten van de capaciteit, het versnellen van de laadsnelheid en het verlagen van de productiekosten[1].
Pogingen om lithium-ionbatterijen te optimaliseren reiken verder dan elektrische voertuigen. Deze batterijen vinden toepassingen in elektriciteitsopslag op netniveau, waardoor intermitterende hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie beter kunnen worden geïntegreerd. Door lithium-ionbatterijen te benutten 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, bekend als HOS-PFM. Deze coating maakt duurzamere en krachtigere lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen mogelijk. HOS-PFM geleidt tegelijkertijd zowel elektronen als ionen, wat de stabiliteit van de batterij, de laad-/ontlaadsnelheid en de algehele levensduur verbetert. Het dient ook als lijm, waardoor de gemiddelde levensduur van lithium-ionbatterijen mogelijk met 10 tot 15 jaar kan worden verlengd. Bovendien heeft de coating uitzonderlijke prestaties geleverd bij toepassing op silicium- en aluminiumelektroden, waardoor degradatie ervan wordt beperkt en de hoge batterijcapaciteit gedurende meerdere cycli behouden blijft. Deze bevindingen beloven de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen aanzienlijk te verhogen, waardoor ze betaalbaarder en toegankelijker worden voor elektrische voertuigen[3].
Nu de wereld streeft naar het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen en de transitie naar een duurzame toekomst, spelen ontwikkelingen in de lithium-ionbatterijtechnologie een cruciale rol. De voortdurende onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen stimuleren de industrie en brengen ons dichter bij efficiëntere, betaalbare en milieuvriendelijke batterijoplossingen. Doorbraken in solid-state batterijen, alternatieve chemische processen en coatings zoals HOS-PFM maken de brede acceptatie van elektrische voertuigen en energieopslag op netniveau steeds haalbaarder.
Plaatsingstijd: 25-07-2023
