Wordt een elektrische auto met 2.000 kilometer actieradius binnenkort werkelijkheid?

Solid-state batterijtechnologie is een baanbrekende ontwikkeling in de wereld van elektrische voertuigen (EV’s), die belooft de actieradius drastisch te verhogen. Een pionier op dit gebied is de Chinese startup Talent New Energy, die onlangs een prototype van een solid-state batterij heeft onthuld met een uitzonderlijk hoge energiedichtheid van 720 Wh/kg. Dit is maar liefst twee keer zo hoog als de energiedichtheid van de semi-solid-state batterijcel van WeLion, een leverancier van Nio.

Solid-state batterij met 720 Wh/kg

Talent New Energy heeft indruk gemaakt door als eerste een automotive-grade, volledig solid-state lithiummetaal batterijprototype met een enkele celcapaciteit van 120 Ah en een reële energiedichtheid van 720 Wh/kg te ontwikkelen. Deze prestatie vestigt nieuwe industriestandaarden voor enkelvoudige celcapaciteit en de hoogste energiedichtheid voor lithiumbatterijen.

Ter vergelijking: de 150-kWh semi-solid-state batterij van Nio, geproduceerd door Beijing WeLion New Energy Technology, heeft een capaciteit van 360 Wh/kg. Deze batterij wordt verwacht in het tweede kwartaal 2024 in gebruik te zijn en zou Nio-voertuigen een actieradius van meer dan 1.000 kilometer op een enkele lading moeten bieden.

Met een dubbele energiedichtheid ten opzichte van de semi-solid-state batterij van WeLion, zou de volledig solid-state batterij van Talent theoretisch EV’s een actieradius van ongeveer 2.000 kilometer kunnen geven, mits massaproductie mogelijk is.

Doorbraken

Talent New Energy heeft doorbraken bereikt in verschillende kerngebieden van de technologie voor volledig solid-state lithiumbatterijen. Dit omvat de ontwikkeling van ultra-dunne dichte composietoxide solid-state elektrolyten, hoogcapacitatieve kathode- en anodematerialen, en een geïntegreerd vormingsproces voor de solid-state batterij.

De positieve elektrode van de nieuw aangekondigde batterij gebruikt hoogcapacitatieve, langcyclische lithiumrijke mangaangebaseerde materialen, terwijl de negatieve elektrode een composiet lithiummetaal-gebaseerd materiaal gebruikt dat extreem breed en dun is. Dit combineert hoge cyclusstabiliteit en multipliciteit.

Talent heeft ook de migratie van geladen deeltjes binnen de positieve elektrode verbeterd door het opzetten van een efficiënt ion- en elektronentransportnetwerk. Bovendien hebben de in eigen huis ontwikkelde flexibele laagmaterialen bijgedragen aan een verbetering van de algehele prestaties van de batterij. Dit zou de actieradius en veiligheidsproblemen van traditionele lithium-ionbatterijen fundamenteel moeten oplossen.

Talent New Energy

Opgericht in 2018, richt Talent zich op de ontwikkeling van technologie voor solid-state lithiumbatterijen en -materialen. In maart 2022 ontving het bedrijf investeringen van de Chinese vastgoedontwikkelaar Country Garden. Talent heeft solid-state elektrolyten en solid-state lithiumbatterijen ontwikkeld op basis van het oxidesysteem en heeft zijn technologiepijplijn voltooid voor een scala aan materialen en semi-solid- en solid-state batterijen.

In de eerste generatie batterijen van het bedrijf bereikte de energiedichtheid maximaal 400 Wh/kg, en de tweede generatie quasi-solid-state batterijen bereikte energiedichtheden van 400 Wh/kg tot 500 Wh/kg. Deze eerste en tweede generatie bevatten nog steeds vloeibare elektrolyten, maar de derde generatie volledig solid-state batterijen zal dit niet meer het geval zijn.

Lees ook:

• Atoombatterij ter grootte muntje: 50 jaar zonder opladen? (video)
• Europa’s mogelijke afhankelijkheid van de lithium ion batterij uit China
• Zoutbatterij voor thuis
• Finse zandbatterij kan energie maandenlang opslaan