De race om een bruikbare solid-state accu voor elektrische auto’s te ontwikkelen is al een tijdje aan de gang. Helaas was er tot nu toe geen enkele fabrikant in geslaagd om deze op grote schaal levensvatbaar te maken. Maar dit zou wel eens kunnen gaan veranderen. Een team van onderzoekers van het Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) en het Samsung R&D Institute Japan (SRJ) presenteerde hun nieuwste ontwikkelingen op het gebied van deze accu’s. Deze belooft meer veiligheid én een hogere energiedichtheid.
Vaste elektrolyten
In tegenstelling tot de lithium-ionaccu’s die momenteel worden gebruikt, maken solid-state accu’s gebruik van vaste elektrolyten. Daardoor kan de energiedichtheid flink worden verhoogd en zijn de accu’s ook veiliger. Maar er ligt op dat vlak ook een uitdaging. De anoden van solid-state accu’s hebben namelijk de neiging om tijdens het opladen de groei van dendriet te veroorzaken. Dat verkort de levensduur en de veiligheid van een accu. En op dat probleem hebben de onderzoekers van Samsung zich gefocust.
Van links naar rechts: Yuichi Aihara, Yong-Gun Lee en Dongmin Im
Composietlaag
Om dit probleem op te lossen, hebben de onderzoekers van Samsung voor het eerst een composietlaag van zilver en koolstof op de anode gebruikt. Ze ontdekten dat het gebruik van een dergelijke laag de capaciteit, de levensduur en de algemene veiligheid van de accu kon verhogen. Een gouden greep dus. Met een dikte van slechts 5 micron maakte een ultradunne zilver-koolstof nanocomposietlaag het mogelijk om de dikte van de anode te verminderen. Ook kon men de energiedichtheid verhogen tot 900Wh/L. Hierdoor was het ook mogelijk om een prototype te bouwen dat in volume ongeveer 50% kleiner is dan een conventionele lithium-ionaccu.
Actieradius tot 800 kilometer en meer dan 1.000 laadcycli
Het prototype dat de onderzoekers hebben ontwikkeld geeft een elektrische auto een actieradius tot 800 km. Bovendien heeft het een levensduur heeft van meer dan 1.000 laadcycli. De nieuwe accutechnologie kan dus een enorme vooruitgang betekenen. Het is echter slechts een prototype, er moet nog verder aan worden gewerkt. Maar de onderzoekers zien het nu al als de basis voor een veiligere, compactere en krachtigere accu.
Veiligere, krachtigere accu’s
“Het product van deze studie zou de basis kunnen zijn voor veiligere, krachtige accu’s van de toekomst. In de toekomst zullen we doorgaan met het ontwikkelen en verfijnen van all-solid-state accumaterialen en productietechnologieën om de innovatie op het gebied van EV-accu’s naar een hoger niveau te tillen,” legt Dongmin Im, Master bij SAIT’s Next Generation Battery Lab en de leider van het project, uit.
