Nieuwe LiS solid-state batterij met glaselektrolyt kan in 1 minuut worden opgeladen en is zeer duurzaam

Solid-state lithium-zwavel accu's hebben een enorme energiedichtheid en worden gemaakt van algemeen verkrijgbare stoffen. Hun celstabiliteit gedurende vele laadcycli en gebrekkige prestaties als gevolg van trage elektronenuitwisseling hebben de praktische toepassing van deze nieuwe accu's tot nu toe echter verhinderd.

Nu kan een nieuwe elektrolyt de chemische reactie in deze vastestofaccu's versnellen, wat hun tekortkomingen lijkt te verhelpen en superieure prestaties oplevert die niet kunnen tippen aan de huidige batterijtechnologieën. De vaste elektrolyt bestaat uit boor, zwavel, lithium, fosfor en jodium en lijkt op glas. Het is een stof die geen kristallijne structuur heeft, maar toch vast lijkt en de eigenschappen van een vloeistof heeft.

Indrukwekkende mogelijkheden

Het werk van onderzoekers uit China en Duitsland, met name van de Universiteit van Peking, de Universiteit van Giessen en het Karlsruhe Institute of Technology, toont aan dat de nieuw ontwikkelde batterij tot 25.000 keer gefietst kan worden, afhankelijk van de laadsnelheid. Daarna daalt de resterende capaciteit tot een typische waarde van iets minder dan 80 procent.

In het beste geval is de energiedichtheid ongeveer drie keer beter dan die van de huidige lithium-ion batterijen. Het onderzoeksdocument spreekt verder van een extreem hoge oplaadsnelheid, waardoor een totale oplaadtijd van ruim onder de 1 minuut haalbaar zou kunnen zijn. Om precies te zijn zou bij bepaalde waarden een laadtijd van 24 seconden bereikt kunnen worden, en zelfs dan zou de energiedichtheid op een vergelijkbaar niveau liggen als bij de huidige batterijcellen.

Aan de andere kant zou een volledige laadcyclus 12 minuten duren om de levensduur van de batterij te maximaliseren. In context betekent dit dat de solid-state accu meer dan tien jaar lang zeven keer per dag opgeladen zou kunnen worden.

Al deze bevindingen suggereren dat er nog veel onbenut potentieel is in het batterijonderzoek. Dit zijn echter slechts laboratoriumexperimenten op een prototype van experimentele materialen. Het zal waarschijnlijk nog wel even duren voordat deze technologie in een bruikbare, en vooral betaalbare batterij te vinden is.