De opmars van elektrische auto's verloopt de laatste tijd wat moeizaam. Behalve de lagere of zelfs verdwenen aanschafsubsidies, speelt bij veel mensen de angst voor een beperkte levensduur van de accu's een rol. Maar terwijl veel consumenten nog steeds hun twijfels hebben, werkt de industrie achter de schermen keihard aan batterijonderzoek.
Voordat je jouw elektrische auto voor het eerst aansluit om op te laden, ondergaat de batterij een cruciale stap in het productieproces, de zogenaamde vormingsfase. Dit gebeurt meestal aan het einde van de productie, waar de eerste, zorgvuldig gecontroleerde, laad- en ontlaadcycli van de batterij plaatsvinden.
Levensduur batterijen neemt tot 70 procent toe
InsideEVs bracht ons op het spoor van een door Toyota gefinancierde studie, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Joule. Op zoek naar manieren om EV-batterijen langer te laten meegaan en de degradatie te minimaliseren, kwamen de onderzoekers van SLAC-Stanford Battery Center in Californië tot onverwachte conclusies.
Ze ontdekten dat de levensduur van lithium-ion accu's met gemiddeld 50 procent, en in sommige gevallen zelfs tot 70 procent kan worden verlengd door de productie anders aan te pakken. De tactiek is om de batterij in de zogenaamde vormingsfase de allereerste keer met ongebruikelijk hoge snelheden op te laden.
Hoge oplaadstroom blijkt gezond voor levensduur EV-accu's
De studie legt uit dat de vormingsfase een cruciale stap is in de productie van batterijen. Tijdens dit proces wordt de lithiumvoorraad gebruikt om de dikte van de vaste isolatielaag in de accu te bepalen. Deze laag heet in het Engels solid elektrolyte interphase (SEI) en is cruciaal voor de levensduur van de batterij. Verrassend genoeg verlengt een hoge oplaadstroom tijdens de eerste cyclus de levensduur van de batterij met tientallen procenten.
Beschermende laag
Toen de batterij voor de eerste keer met een hoge stroomsterkte werd opgeladen, verloor het accupakket een deel van zijn lithiumvoorraad. Tot wel 30 procent, terwijl dat bij de traditionele oplaadmethodes maar 9 procent is. Maar, zo schreef SLAC-Stanford in een blogpost: “Het verloren lithium wordt onderdeel van de beschermende laag op de negatieve elektrode tijdens de eerste oplaadbeurt.” Deze laag beschermt in feite de negatieve elektrode en dat heeft uiteindelijk een positief effect op de levensduur van de batterij.
Twee vliegen in één klap
Het rapport vermeldt dat dit het tegenovergestelde is van wat fabrikanten doorgaans doen. Zij laden de batterijen voor de eerste keer juist op met een lage stroomsterkte. Dit maakt het proces tijdrovend en is een van de belangrijkste knelpunten in de batterijproductie. Nu lijkt er dus een manier te zijn om tijd te besparen én de levensduur van batterijen te verlengen. Twee vliegen in één klap dus.
Als alle fabrikanten deze methode gaan toepassen, hebben EV-sceptici weer een argument minder om de elektrische auto als 'kansloos' weg te zetten.
