Geen zeldzame aardmetalen, superieure energiedichtheid: Li-S batterij geneest zichzelf

De ontwikkeling van lithium-zwavel batterijen sinds het begin van de jaren 1960 leek veelbelovend. De twee elementen zwavel en lithium komen relatief veel voor. Hierdoor zijn ze goedkoop, ook al zijn ze volgens de huidige normen niet per se milieuvriendelijk om te delven.

Bovendien is de energiedichtheid aanzienlijk hoger dan die van de batterijen die momenteel op grote schaal worden gebruikt. Een lithium-ion batterij kan momenteel tot 700 wattuur per kilogram opslaan, wat overeenkomt met een grote e-bike batterij.

Met lithiumzwavel is dat theoretisch tot 2.500 wattuur, meer dan drie keer zoveel. Als u de behuizing, elektronica en andere onderdelen erbij optelt, is het nog steeds gemakkelijk de helft van het gewicht van de accu's die vandaag de dag worden gebruikt.

Alles zou geweldig zijn als er niet die ellendige duurzaamheid was. Na een paar keer opladen nemen de prestaties en de capaciteit af. Ondanks vele rapporten in het verleden over duizend laadcycli, is de praktische bruikbaarheid van de technologie, die op papier superieur is, tot nu toe uitgebleven.

Een recent onderzoek dat een restcapaciteit van 87 procent aantoonde na 400 keer opladen bij kamertemperatuur onder realistische omstandigheden klinkt voorzichtig optimistisch.

Aan lithium en zwavel werd een ander element toegevoegd en samen met zwavel in de kathode geïntegreerd. In tegenstelling tot eerdere experimenten was dit echter niet zomaar een zeldzaam of moeilijk te hanteren element, maar jodium.

Dit vult het rooster van zwavelatomen aan. Bovendien is de smelttemperatuur van het geheel slechts 65 °C. Hierdoor kan het kathodemateriaal regelmatig worden gesmolten om defecten te herstellen en de al behoorlijk haalbare levensduur van de lithiumzwavelbatterij te bereiken.

Als deze aankondiging zich niet voegt in de rij van voorbije en vergeten succesverhalen, zou de solid-state lithium-zwavel-accu (SSLSB) wel eens werkelijkheid kunnen worden. Bestaande uit gemakkelijk verkrijgbare, goedkope elementen en met een enorm hoge energiedichtheid.