Autobatterij van de toekomst in de maak in Genk: verder rijden, veiliger, maar productie nog verre toekomstmuziek (2025)

De elektrische auto's die nu rondrijden, werken met lithium-ionbatterijen. Hoewel hun capaciteit de afgelopen jaren sterk verbeterd is, zit die technologie stilaan op zijn limiet.

Om auto's te maken die verder rijden en sneller opgeladen worden, experimenteren onderzoekers over de hele wereld met nieuwe batterijtechnologie: de zogenoemde 'solidstatebatterijen'. Dat zijn batterijen die geen vloeistof meer bevatten, maar gemaakt zijn met vaste stoffen.

Ook bij onderzoekscentrum IMEC in Genk hebben ze de afgelopen jaren aan die technologie gewerkt. Binnen het zogenaamde SOLiDIFY-project hebben ze, samen met 13 Europese partners, een prototype van een vastestofbatterij ontwikkeld, die een pak meer elektrische energie kan opslaan dan de huidige generatie batterijen.

Bekijk: De vastestofbatterij is veel veiliger dan de bestaande autobatterijen

Hoe ver een elektrische auto kan rijden, wordt bepaald door de elektrische energie die de batterij kan leveren. Die capaciteit wordt uitgedrukt in kilowattuur (kWh). Hoe meer energie je in een batterij kan steken, hoe groter het bereik is dat de batterij zal hebben.

Het prototype dat IMEC ontwikkelde, heeft een energiedichtheid van iets meer dan 1 kilowattuur per liter volume. Dat is een ruim de helft meer dan de huidige lithium-ionbatterijen: die halen gemiddeld 'slechts' 0,6 à 0,7 kWh per liter.

Door deze nieuwe batterijen zou het rijbereik van een elektrische auto dus met meer dan de helft verhoogd kunnen worden. En Bart Onsia van IMEC denkt dat er nog meer in zit: richting 1,2 kWh.

De batterij die IMEC heeft ontwikkeld, is nog altijd een batterij die met het metaal lithium werkt. Maar in tegenstelling tot de klassieke lithiumbatterijen, is de elektrolyt - de stof waarlangs de stroom binnen de batterij loopt - geen vloeistof maar een vaste stof.

Daardoor kan de batterij niet alleen meer elektrische energie opslaan, hierdoor is ze ook veiliger dan batterijen die vloeistoffen bevatten, omdat ze veel minder ontvlambaar is. Tijdens de labotesten bleef de batterij zelfs werken toen ze doorboord werd, terwijl een vloeistofbatterij kapot zou gaan en in brand zou schieten.

Het nadeel van vastestofbatterijen is vaak nog de beperkte levensduur, door het uitzetten en krimpen van de gebruikte materialen. De onderzoekers van IMEC hebben al kunnen aantonen dat hun batterij zeker 100 keer opgeladen kan worden.

Dit klinkt allemaal veelbelovend, maar er is dus nog werk aan de winkel om dit prototype in productie te kunnen brengen. Het project bevindt zich momenteel in de opschalingsfase, waarbij het productieproces verder gevalideerd wordt. "Er is een groot verschil tussen een batterij in een labo maken en ze effectief gaan produceren", merkt Joannes Laveyne, energie-onderzoeker aan de universiteit van Gent, op.

"Hoe de batterij van de toekomst er zal uitzien, is nog een open vraag", ook voor de onderzoekers van IMEC. "De rol van IMEC bestaat erin om nieuwe wegen te verkennen, technologische grenzen te verleggen en op die manier bij te dragen aan Europa's ambities rond strategische autonomie in de energiesector", zegt Bart Onsia over het onderzoeksproject. "De veelbelovende onderzoeksresultaten in het SOLiDIFY-project vormen een belangrijke stap in die richting."

Chinees onderzoek

Al zitten ze in China ook zeker niet stil: het Chinese automerk IM, van de SAIC-groep, heeft eerder dit jaar aangekondigd dat het vanaf oktober een model met semisolidstatebatterijen kan leveren. Het model, de L6, zou een optionele batterypack hebben met een capaciteit van maar liefst 133 kWh, wat goed zou zijn van een werkelijk rijbereik van zo'n 800 km. Het bedrijf claimt dat de auto 400 km aan rijbereik zou kunnen laden in 12 minuten.

Het grote probleem in Europa, zo gaat Laveyne verder, is dat er wel nog heel veel industriële kennis is, maar dat er geen doortastend beleid is om die producten - zoals nieuwe batterijen - op industriële schaal te produceren.

"Je ziet dat de autosector er nu voor pleit om de elektrificatie af te remmen, terwijl je net helemaal moet gaan voor elektrificatie omdat je dan duidelijk een signaal geeft dat er toekomst zit in deze technologie waarmee we in Europa een impuls kunnen geven aan het onderzoek dat in Europa gebeurt. Het is gek dat we hier niet meer op inzetten, want we hebben hiervoor de kennis in huis. We moeten hier gewoon de industrie rond uitbouwen."

Als je kijkt naar het IMEC-onderzoek, dan zie je dat het alvast in samenwerking verliep met het onderzoekscentrum van de Italiaanse autobouwer Fiat en industriële partners zoals de Nederlandse VDL Groep (Nederland) en het Belgische Umicore.