Deze veelbelovende batterijtechnologie schakelt brandgevaar uit met een ingebouwde zelfactiverende blusfunctie — een baanbrekende stap richting veiligere accu’s voor elektrische auto’s, smartphones en meer.
Lithium-metaalbatterijen gelden als dé opvolger van de huidige lithium-ion accu’s. Ze bieden tot tien keer meer energiedichtheid, wat ze extreem aantrekkelijk maakt voor toepassingen zoals elektrische voertuigen, medische apparaten en draagbare elektronica. Maar dat voordeel kent een keerzijde: deze batterijen kunnen bij oververhitting ontploffen of in brand vliegen.
De kern van het probleem ligt in hun materiaalkeuze. Lithium-metaalanodes in combinatie met nikkelrijke kathodes produceren onder hoge spanning brandbare gassen. Als die gassen zich ophopen en de batterij raakt oververhit, dan is een kortsluiting of explosie snel een feit.
Volgens een recente studie, gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), hebben onderzoekers van het Institute of Chemistry van de Chinese Academie van Wetenschappen nu een oplossing ontwikkeld die dit risico aanzienlijk vermindert. Ze bouwden een prototype lithium-metaalbatterij met een slim ingebouwd brandonderdrukkingsmechanisme, dat zichzelf activeert bij hoge temperaturen.
Brandgevaar voorkomen voor het begint
Hun prototype bevat een speciaal polymeer dat bij verhitting brandvertragende chemicaliën vrijlaat. Een ingebouwde miniatuurbrandblusser, als het ware.
De truc zit hem in het slim integreren van deze stof in de kathode. Onder normale omstandigheden blijft het materiaal stabiel, maar zodra de temperatuur de 100 °C overstijgt, breekt het af en komen radicalen vrij die verdere chemische reacties op de anode onderdrukken — de reacties die normaal gesproken leiden tot gasvorming en ontbranding.
Getest tot het uiterste
De onderzoekers testten hun prototype naast een conventionele lithium-metaalbatterij, beide geleidelijk verwarmd vanaf 50 °C. Bij 100 °C begon de standaardbatterij al gevaarlijk op te warmen, de nieuwe batterij activeerde zijn ingebouwde beveiliging.
Bij 120 °C werd het verschil pas écht schrijnend:
- De standaardbatterij schoot door naar 1.000 °C en vloog binnen 13 minuten in brand
- De prototypebatterij stabiliseerde rond 220 °C en bleef intact
Waar een standaard lithium-metaalbatterij bij 100 °C al risicovol wordt, doorbrak het prototype deze drempel met opzet — beschermd door een ingebouwd blusmechanisme dat precies op dat moment zijn werk doet.
Volgens de onderzoekers verbetert deze “slimme gasbeheerstrategie” niet alleen de thermische veiligheid, maar ook de elektrochemische stabiliteit van de batterij. Een combinatie die essentieel is voor toepassingen waar prestaties én veiligheid tellen.
Minder risico’s, meer toepassingen
De grootste drempel voor lithium-metaalbatterijen is altijd veiligheid geweest. Hoewel ze op papier superieur zijn aan lithium-ion, heeft het risico op oververhitting en brand hun adoptie vertraagd.
Vooral in elektrische voertuigen is dit een hot topic — letterlijk en figuurlijk. De angst voor accubranden houdt consumenten tegen. Een batterij die zichzelf beschermt tegen vuur kan het vertrouwen in EV’s vergroten.
En ook voor fabrikanten is er goed nieuws: de brandvertragende stof kan worden toegevoegd aan bestaande productieprocessen, zonder dat die volledig opnieuw ontworpen hoeven worden. Dat maakt snelle opschaling realistischer.
Doorbraak of tussenstap?
Hoewel dit prototype nog in het laboratoriumstadium verkeert, biedt het een veelbelovende blik op de toekomst. Lithium-metaalbatterijen zouden met deze technologie eindelijk hun plek kunnen opeisen in de mainstream batterijmarkt — zonder concessies aan veiligheid.
Het onderzoek laat zien dat prestaties en veiligheid wél hand in hand kunnen gaan.
Waarom dit belangrijk is voor Nederland en Europa
Voor Nederland, waar de energietransitie in volle gang is en de vraag naar veilige, krachtige batterijen stijgt (denk aan laadpalen, thuisaccu’s, elektrisch vervoer), kan dit soort innovatie het verschil maken. Europa werkt bovendien hard aan een minder afhankelijk batterij-ecosysteem. Veiliger lithium-metaaltechnologie zou kunnen bijdragen aan een duurzame en concurrerende Europese batterij-industrie.
Batterij van de toekomst
De batterij van de toekomst moet krachtig zijn, lang meegaan én veilig zijn. Dankzij deze nieuwe technologie komen we een grote stap dichterbij dat ideaal. Een batterij die zichzelf blust voordat er brand ontstaat? Dat klinkt niet alleen als sciencefiction — het is nu wetenschappelijk bewezen mogelijk.
