Een nieuwe batterijtechniek uit Zuid-Korea belooft drie grote voordelen tegelijk: elektrische auto’s zouden sneller kunnen opladen, een grotere actieradius krijgen én goedkoper worden om te produceren. Het geheim zit in een verrassend eenvoudige aanpassing van de grafietanode.
De batterij-industrie is mogelijk een belangrijke stap dichter bij goedkopere, duurzamere en beter presterende accu’s. Onderzoekers uit Zuid-Korea hebben een nieuwe productietechniek ontwikkeld voor de anode van lithium-ionbatterijen, waarmee elektrische auto’s een grotere actieradius kunnen krijgen, sneller kunnen opladen én milieuvriendelijker geproduceerd kunnen worden.
De technologie is ontwikkeld door het Korea Institute of Materials Science (KIMS) en het Korea Electrotechnology Research Institute (KERI) en werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Energy Storage Materials.
De sleutel tot goedkopere accu’s
Bij de productie van lithium-ionbatterijen wordt meestal gewerkt met een nat mengsel van actieve materialen, bindmiddelen en oplosmiddelen. Dat mengsel wordt als een slurry op folie aangebracht en moet daarna drogen in grote industriële ovens. Die stap kost veel energie, neemt veel ruimte in beslag en maakt batterijfabrieken duurder en complexer.
Droge-elektrodeproductie moet dat probleem oplossen. Omdat er geen of veel minder oplosmiddelen nodig zijn, kunnen fabrikanten besparen op droogovens, energieverbruik en fabrieksruimte. Dat is precies waar de kostenwinst vandaan komt. Goedkopere productie kan uiteindelijk leiden tot goedkopere accu’s, en daarmee tot betaalbaardere elektrische auto’s.
Geen PFAS meer
Tot nu toe had droge-elektrodetechnologie een belangrijk nadeel. Veel processen gebruiken PTFE als bindmiddel, beter bekend als Teflon. Dat materiaal behoort tot de PFAS-familie van ‘forever chemicals’ en ligt steeds meer onder vuur vanwege milieu- en gezondheidszorgen.
De Zuid-Koreaanse onderzoekers kozen daarom voor een andere aanpak. Ze vervingen PTFE door CMC-SBR, een bindmiddelsysteem dat al breed wordt gebruikt in bestaande batterijproductie. Dat maakt de technologie niet alleen milieuvriendelijker, maar ook aantrekkelijker voor fabrikanten: zij hoeven niet volledig over te stappen op onbekende materialen.
Lees ook: Groot knelpunt in vastestofbatterijen lijkt doorbroken
Verrassend eenvoudige oplossing
De grootste vernieuwing zit in de vorm van het grafiet. In traditionele anodes liggen platte grafietdeeltjes vaak als een strak gestapeld pak kaarten op elkaar. Lithium-ionen moeten daardoor een omslachtige route afleggen door de elektrode, wat vooral bij snelladen een beperking vormt.
Met een spraydroogproces maakten de onderzoekers afgeronde composietkorrels van grafiet, geleidende additieven en bindmiddelen. Binnen die korrels liggen de grafietvlokken willekeurig georiënteerd. Daardoor ontstaan meer doorgangen waar lithium-ionen doorheen kunnen bewegen.
Dat maakt het mogelijk om dikkere elektroden te maken zonder dat de ionenstroom vastloopt. Dikkere elektroden bevatten meer actief materiaal en kunnen dus meer energie opslaan in dezelfde ruimte. Voor elektrische auto’s betekent dat in theorie: verder rijden zonder een groter batterijpakket.
Veelbelovend, maar nog niet voor morgen
Volgens de onderzoekers presteerde de nieuwe droge anode beter dan conventionele slurry-anodes bij snelladen, lithium-iondiffusie en langdurige stabiliteit. Vooral voor batterijen met een hoge energiedichtheid kan dat belangrijk zijn.
Toch is de stap van laboratorium naar massaproductie groot. Batterijtechnologie moet niet alleen goed werken in tests, maar ook schaalbaar, veilig en betaalbaar blijven in miljoenen cellen. Als de Zuid-Koreaanse aanpak die test doorstaat, kan dit een serieuze stap worden richting schonere, goedkopere en beter presterende EV-accu’s.
