Vaste-stofbatterijen zijn batterijen die vaste elektroden en elektrolyten gebruiken, in tegenstelling tot de vloeibare of polymeergel-elektrolyten die in traditionele lithium-ionbatterijen worden gebruikt. Ze hebben een hogere energiedichtheid, snellere laadtijden en zijn veiliger dan traditionele batterijen.
Gebruiken vaste-stofbatterijen lithium?
Ja, de meeste vaste-stofbatterijen die momenteel in ontwikkeling zijn, gebruiken lithium als primair element.
Vaste-stofbatterijen kunnen verschillende materialen als elektrolyt gebruiken, waaronder lithium. Ze kunnen echter ook andere materialen gebruiken, zoals natrium, zwavel of keramiek als elektrolyt.
Over het algemeen hangt de keuze van het elektrolytmateriaal af van verschillende factoren, zoals prestaties, veiligheid, kosten en beschikbaarheid. Solid-state lithiumbatterijen zijn een veelbelovende technologie voor de volgende generatie energieopslag vanwege hun hoge energiedichtheid, lange levensduur en verbeterde veiligheid.
Hoe werken vaste-stofbatterijen?
Vaste-stofbatterijen gebruiken een vaste elektrolyt in plaats van een vloeibare elektrolyt om ionen over te brengen tussen de elektroden (anode en kathode) van de batterij. De elektrolyt is meestal gemaakt van keramisch, glas- of polymeermateriaal dat chemisch stabiel en geleidend is.
Wanneer een vaste-stofbatterij wordt opgeladen, worden elektronen van de kathode getrokken en door de vaste elektrolyt naar de anode getransporteerd, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Wanneer de batterij ontladen is, keert de stroom om, waarbij elektronen van de anode naar de kathode bewegen.
Vaste-stofbatterijen hebben verschillende voordelen ten opzichte van traditionele batterijen. Ze zijn veiliger omdat de vaste elektrolyt minder snel lekt of explodeert dan vloeibare elektrolyten. Ze hebben ook een hogere energiedichtheid, waardoor ze meer energie in een kleiner volume kunnen opslaan.
Er zijn echter nog steeds enkele uitdagingen die moeten worden aangepakt met solid-state batterijen, waaronder hoge productiekosten en beperkte capaciteit. Er wordt onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van betere materialen voor vaste elektrolyten en het verbeteren van de prestaties en levensduur van solid-state batterijen.
Hoeveel bedrijven die vaste-stofbatterijen produceren zijn er momenteel op de markt?
Er zijn verschillende bedrijven die momenteel vaste-toestandbatterijen ontwikkelen:
1. Quantum Scape:Een startup opgericht in 2010 die investeringen heeft aangetrokken van Volkswagen en Bill Gates. Ze beweren een solid-state batterij te hebben ontwikkeld die de actieradius van een elektrische auto met meer dan 80% kan vergroten.
2. Toyota:De Japanse autofabrikant werkt al jaren aan solid state-batterijen en wil deze begin jaren 2020 in productie hebben.
3. Visser:Een startup die luxe elektrische voertuigen ontwikkelt, werkt samen met onderzoekers van UCLA om solid state-batterijen te ontwikkelen. Zij beweren dat deze batterijen de actieradius van hun voertuigen drastisch zullen vergroten.
4. BMW:De Duitse autofabrikant werkt ook aan solid state-batterijen en is een partnerschap aangegaan met Solid Power, een startup uit Colorado, om deze te ontwikkelen.
5. Samsung:De Koreaanse elektronicagigant ontwikkelt solid state-batterijen voor gebruik in smartphones en andere elektronische apparaten.
Worden vaste-stofbatterijen in de toekomst gebruikt voor de opslag van zonne-energie?
Solid-statebatterijen hebben de potentie om energieopslag voor zonne-energietoepassingen te revolutioneren. Vergeleken met traditionele lithium-ionbatterijen bieden solid-statebatterijen een hogere energiedichtheid, snellere laadtijden en verhoogde veiligheid. Hun gebruik in zonne-energieopslagsystemen zou de algehele efficiëntie kunnen verbeteren, de kosten kunnen verlagen en hernieuwbare energie toegankelijker kunnen maken. Onderzoek en ontwikkeling op het gebied van solid-statebatterijtechnologie is gaande en het is mogelijk dat deze batterijen in de toekomst een gangbare oplossing voor zonne-energieopslag worden. Maar nu zijn de solid-statebatterijen speciaal ontworpen voor gebruik in elektrische voertuigen.
Toyota ontwikkelt de solid-statebatterijen via Prime Planet Energy & Solutions Inc., een joint venture met Panasonic die in april 2020 van start ging en ongeveer 5.100 werknemers in dienst heeft, waaronder 2.400 bij een Chinese dochteronderneming. De productie is nu nog steeds beperkt en er wordt gehoopt op een groter marktaandeel tegen 2025, als de tijd rijp is.
Wanneer zijn vaste-toestandbatterijen beschikbaar?
We hebben geen toegang tot het laatste nieuws en updates over de beschikbaarheid van solid-state batterijen. Verschillende bedrijven werken echter aan de ontwikkeling van solid-state batterijen en sommige hebben aangekondigd dat ze deze in 2025 of later op de markt willen brengen. Het is echter cruciaal om te weten dat de tijdlijn voor de beschikbaarheid van solid-state batterijen kan variëren, afhankelijk van verschillende factoren, zoals technologische uitdagingen en wettelijke goedkeuring.
Plaatsingstijd: 03-06-2023