Grootste fabrikant zet in op enorm efficiënte batterijen die draaien op lucht
Nu autofabrikanten als BYD melden dat ze tegen volgend jaar op de markt kunnen komen met vastestofbatterijen zou je misschien verwachten dat het daarna weer wat zou stilvallen. Niets is minder waar, zo blijkt. CATL is de grootste fabrikant van batterijen ter wereld en heeft gemeld dat het rotsvast gelooft in de extreem lichte en krachtige lithium-lucht-technologie (via CarNewsChina). Die zou zelfs de energiedichtheid van benzine kunnen benaderen. Na solid-state zou dit weleens de volgende belangrijke technologie kunnen worden.
Om een duidelijker beeld te schetsen, moet je de energiedichtheid van de verschillende technologieën kennen. De huidige lithium-ionbatterijen zitten aan 250-270 Wh/kg, solid-state rond 500 Wh/kg, de huidige lithium-lucht-prototypes al aan 1.200 Wh/kg, maar met een theoretisch maximum van 12.000 Wh/kg. Dat is enorm dicht bij de energiedichtheid van benzine, namelijk 13.000 Wh/kg. Dat cijfer is essentieel, omdat batterijen van elektrische wagens nog altijd enorm zwaar zijn. Hoe hoger de energiedichtheid, hoe compacter en lichter de accu’s worden. Daardoor zou een rijbereik van meer dan 1.600 km realistisch worden.
Batterij die zuurstof ademt
Heel opmerkelijk aan de technologie is dat ze zuurstof uit de omgeving gebruikt als onderdeel van de chemische reactie. O₂ wordt dus de kathode en lithium de anode. Daardoor zijn zware metalen als nikkel, kobalt en mangaan overbodig. Dat is al meteen de reden waarom lithium-lucht-batterijen zo licht kunnen zijn. Bijna alle massa wordt benut voor energieopslag. Vandaar dat enorm hoge theoretische cijfer op het vlak van energiedichtheid.
Uiteraard wedt een grote fabrikant als CATL, met 47% marktaandeel in de batterij-industrie, niet op één paard. Momenteel benut het nog altijd de bestaande technologieën zoals LFP en NMC. Daar voegt het zeer binnenkort solid-state aan toe. Op de lange termijn moet lithium-air de rol echter overnemen.
De theorie van de ademende batterij gaat al terug tot de jaren 1970, maar om lithium-lucht levensvatbaar te maken moest CATL nog wat hindernissen overwinnen. Zo was de technologie gevoelig voor vocht en CO₂, bleek de levensduur onvoldoende en de katalysatoren instabiel. Door recente doorbraken blijken die problemen wel oplosbaar. Dat geeft de fabrikant voldoende vertrouwen om dit uit te roepen tot dé technologie van de toekomst.
Het potentieel is dan ook enorm. Hiermee kunnen EV’s lichter worden, kan het rijbereik verdrievoudigen, batterijprijzen verlagen en de problemen met materiaaltekorten (denk maar aan kobalt) verdwijnen. Is dit de nieuwe heilige graal na vastestofbatterijen? Daar lijkt het in elk geval sterk op. Dat een gereputeerde fabrikant als CATL uitroept dat het volop inzet op lithium-lucht toont aan dat dit geen al te verre toekomstmuziek is.
