Nee, daarmee bedoelen we niet dat je die afstand met één acculading zou kunnen rijden. We hebben het over de mogelijkheid dat de accu’s van een elektrische auto een miljard mijl mee kunnen gaan. Elon Musk van Tesla zei dat dat binnenkort mogelijk zou zijn. Dat leek toen best een beetje gewaagde uitspraak.
Maar het zou natuurlijk heel goed nieuws zijn. De accu’s, die nu eenmaal niet het eeuwige leven hebben, vormen een groot aandeel van de prijs van elektrische auto’s. Aan het einde van de levbensduur moeten die accu’s ook nog eens met de grootste zorg worden ontmanteld, afgevoerd en gerecycled. Hoe langer ze meegaan, des te beter. Daarom is het goed om te horen dat er nu een wetenschappelijke bron is die soortgelijk nieuws meldt.
Meer dan een miljoen mijl zonder noemenswaardig capaciteitsverlies
Een groep onderzoekers van de Dalhousie University, die een exclusieve overeenkomst heeft met Tesla, publiceerde eerder deze maand een artikel in The Journal of the Electrochemical Society. Hierin wordt een lithium-ionbatterij beschreven die “in staat zou moeten zijn om een elektrisch voertuig meer dan 1 miljoen mijl van stroom te voorzien terwijl het minder dan 10 procent van zijn energiecapaciteit verliest tijdens zijn levensduur”.
Accu presteert aanzienlijk beter
Deze Dalhousie-groep staat onder leiding van de natuurkundige Jeff Dahn, een van ‘s werelds meest vooraanstaande onderzoekers op het gebied van lithium-ion-technologie. De groep toonde aan dat hun accu aanzienlijk beter presteert dan de huidige lithium-ionaccu. Zij merkten in hun publicatie op dat hun accu vooral nuttig kan zijn voor zelfrijdende taxi’s en elektrische vrachtwagens voor lange afstanden, twee producten die Tesla ontwikkelt.
Geen doorbraak maar benchmark
Interessant is echter dat de auteurs de resultaten niet als een doorbraak inluiden. Integendeel, ze presenteren het als een benchmark voor andere batterijonderzoekers. En ze zijn niet zuinig met de details over de accutechnologie. Dahn en zijn collega’s vermelden in de publicatie alle details van deze accucellen, inclusief de samenstelling van de elektroden, de lading van de elektroden, de samenstelling van de elektrolyten, de gebruikte additieven. Zij doen dit om anderen in staat te stellen deze cellen na te bootsen en ze te gebruiken als maatstaf voor hun eigen inspanningen op het gebied van lithium-ionaccu’s.
Tesla beschikt misschien wel over nog betere technologie
De exacte samenstelling van accu’s, zowel chemisch als constructief, is in de EV-industrie normaal gesproken een streng bewaakt geheim. Daarom rijst ook de vraag waarom Dahn’s onderzoeksgroep, die in 2016 zijn exclusieve partnerschap met Tesla tekende, de samenstelling voor deze misschien wel unieke accutechnologie openbaar maakt. Een voormalig lid van Dahn’s team licht een tipje van de sluier op. Hij zegt dat Tesla waarschijnlijk over een accutechnologie beschikt die nog beter presteert dan wat in het benchmarkdocument wordt beschreven. Kort nadat het document uitkwam, ontving Tesla namelijk een octrooi voor een lithium-ionaccu die opmerkelijk vergelijkbaar is met de accu die in het document wordt beschreven. Dahn, die weigerde commentaar te geven op de opmerking van zijn voormalige teamlid, staat in dit octrooi vermeld als een van de uitvinders.
NMC/koolstof technologie
De lithium-ionaccu’s die in het artikel worden beschreven, zijn niet opgebouwd volgend een volledig nieuwe technologie. Het gaat meer om een aanpassing. De onderzoekers gebruiken lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxide (NMC) voor de kathode en kunstmatig koolstof voor de anode. Als elektrolyt, gebruikt men een lithiumzout dat wordt gemengd met andere verbindingen.
Niet geheel nieuwe technologie
Het is al langer bekend dat NMC/koolstof-technologie de energiedichtheid en levensduur van lithium-ionaccu’s verhoogt. Bijna alle elektrische auto’s – behalve Tesla – gebruiken NMC-chemie in hun accu’s. De clou zit hem in het juiste mengsel van elektrolyt en additieven. Maar ook deze materialen, zoals beschreven in The Journal of the Electrochemical Society, waren al bekend in de branche. Matt Lacey, een expert op het gebied van lithium-ionaccu’s van de Scania Group zegt dan ook dat er wat dat betreft niets nieuws in zit.
Optimalisatie van bestanddelen en structuur
Het team van Dahn heeft de verbetering van de technologie dan ook bereikt dor het optimaliseren van de bestanddelen en door een andere nanostructuur van de kathode van de accu. Hier werden voorheen altijd kleinere NMC-kristallen gebruik, het team van Dahn heeft juist grotere kristallen toegepast. Lin Ma, een voormalig promovendus in het laboratorium van Dahn, speelde een belangrijke rol bij de ontwikkeling van het kathodeontwerp. Hij zegt dat deze “single-crystal” nanostructuur minder snel scheurtjes zal ontwikkelen tijdens het opladen van de accu. Deze scheurtjes in het kathodemateriaal staan erom bekend dat ze een afname van de levensduur en prestaties van de accu veroorzaken.
