Nieuwe batterij voor elektrische wagens laadt op in 3 minuten en heeft levensduur van 20 jaar: “Dit kan gamechanger zijn”

De technologie is ontwikkeld door Xin Li en zijn collega’s van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS). Li richtte in 2021 samen met William Fitzhugh en Luhan Ye - twee studenten die de batterij mee hielpen ontwikkelen - Adden Energy op, een start-up gevestigd in Waltham in Massachusetts. Hun bedrijf kreeg de licentie én ook nog eens 5,15 miljoen dollar om de batterij op schaal te bouwen voor elektrische wagens. Binnen drie tot vijf jaar willen ze dat voor mekaar krijgen.

De batterij die de onderzoekers van Harvard ontwikkelden is een lithium-metaalbatterij en geen lithium-ion-batterij die je vandaag in de bestaande elektrische wagens terugvindt. Lithium-metaalbatterijen kunnen aanzienlijk meer energie opslaan in hetzelfde volume en laden in een fractie van de tijd op in vergelijking met traditionele lithium-ionbatterijen. Het prototype van de nieuwe batterij presteerde erg goed in het laboratorium. Het haalde oplaadsnelheden van amper drie minuten met meer dan 10.000 cycli voor het op was. “We hebben in het laboratorium 5.000 tot 10.000 laadcycli in de levensduur van een batterij bereikt, vergeleken met 2.000 tot 3.000 laadcycli voor zelfs de beste in zijn klasse nu”, aldus Li. “En we zien geen fundamentele limiet voor het opschalen van onze batterijtechnologie. Dit zou een gamechanger kunnen zijn.”

Het ontwerp van de batterij is geïnspireerd door wat de Amerikanen een “BLT sandwich” noemen. Dat zijn twee sneden brood met daartussen als beleg: spek (bacon), sla (lettuce) en tomaat (tomato). Vertaald naar de batterij: de onderste boterham is de lithium-metaal-anode, de sla is grafiet, de laag tomaten is de eerste elektrolyt, de laag spek is de tweede elektrolyt en de bovenste boterham is de kathode. Die ingewikkelde structuur moet voorkomen dat de levensduur van de batterij verkort wordt door zogenaamde ‘dendrieten’. Dat zijn kleine, harde boomvormige structuren, waarvoor lithium-metaalbatterijen gevoelig zijn en die de werking ervan verstoren.

De huidige lithium-ion-batterijen in elektrische wagens worden minder performant na verloop van tijd en gaan maximaal zeven tot acht jaar mee. De batterij dan vervangen door een nieuwe kost zo veel, dat bestuurders vaak al beter een nieuw elektrisch voertuig zouden kopen. De nieuwe lithium-metaalbatterij kan de levensduur van elektrische wagens verlengen tot zo’n 20 jaar - vergelijkbaar met de levensduur van benzine- en dieselauto’s. De batterij moet al die tijd niet worden vervangen. Dit zou een wereld van verschil kunnen maken.