Wat brengt de toekomst qua actieradius en batterijen voor elektrische voertuigen?
Tot 960 km WLTP en zelfs 1.205 km in de praktijk: dat is de beste actieradius van een elektrische auto tot nu toe. Wat kunnen we de komende maanden en jaren werkelijk verwachten?
1.205 km. Dat is de afstand die de Lucid Air Grand Touring afgelopen juli heeft afgelegd. Op het moment van schrijven is dat een gecertificeerd wereldrecord voor een elektrische productieauto. Op papier, volgens de WLTP-testprocedure waarmee elektrische voertuigen met elkaar kunnen worden vergeleken, kan deze grote berline van het Amerikaanse merk Lucid tot 960 km afleggen. Maar met welk type batterij? Een lithiumexemplaar natuurlijk, maar dan van het type NMC (nikkel, mangaan en kobalt).
2030: het jaar van de ommekeer?
Het type batterij is erg belangrijk, want afgelopen september wist Mercedes dit record te evenaren met een prototype-batterijpakket in de berline EQS. Deze batterij, ontwikkeld met hoogwaardige Mercedes-AMG-aandrijflijnen en cellen van de Amerikaanse fabrikant Factorial Energy, maakt gebruik van vastestofcellen. Misschien ligt hier wel de toekomstige revolutie (waarover al jaren wordt gesproken!): batterijcellen met vaste elektrolyt zouden de batterijcellen met vloeibare elektrolyt die momenteel op de markt zijn, kunnen vervangen.
Maar volgens verschillende constructeurs moeten we wachten tot… 2030 voordat batterijen met vaste elektrolyt in op grote schaal verkochte auto’s worden gebruikt, zoals Markus Schäfer, lid van de raad van bestuur van Mercedes-Benz Group AG en directeur Technologie, Ontwikkeling en Inkoop, uitlegt: “De vaste batterij is een echte gamechanger voor elektrische mobiliteit. Met de succesvolle langeafstandsritten van de EQS laten we zien dat deze technologie niet alleen in het laboratorium werkt, maar ook op de weg. Ons doel is om dergelijke innovaties tegen het einde van het decennium in de serieproductie te integreren en onze klanten een nieuw niveau van autonomie en comfort te bieden.”
Wat zijn de voordelen van ‘solid-state’-batterijen?
In het geval van het prototype dat door Mercedes en Factorial Energy is ontwikkeld, hebben de lithium-metaalcellen (met vaste elektrolyt dus) net als alle zogenaamde ‘vaste” batterijen een hogere energiedichtheid: “tot 25 % meer dan conventionele lithium-ionbatterijen”, aldus het merk met de ster. Met andere woorden, cellen met vaste elektrolyt leveren meer energie per kilo. Bij een vergelijkbare capaciteit zouden ‘vaste’ batterijen dus minder wegen dan batterijen met vloeibare elektrolyt. En minder bewegende massa betekent ook dat er minder energie nodig is om die massa te verplaatsen! Het algemene gevolg: een groter rijbereik.
Bovendien zorgt de vaste elektrolyt voor kortere laadtijden, een langere levensduur, een betere weerstand tegen extreme temperaturen en, als klap op de vuurpijl, een hogere veiligheid. Het risico op brand of explosie is namelijk kleiner. Dat klinkt allemaal heel mooi op papier, maar in de praktijk stuit de massaproductie op een aantal obstakels.
Moeilijk op grote schaal te industrialiseren
De eerste hindernis is van mechanische of structurele aard. Bij het laden en ontladen, en bij wisselende buitentemperaturen, zetten de interne onderdelen van een batterij uit of krimpen ze. Bij vloeibare elektrolyt worden deze bewegingen onder controle gehouden. Bij vaste elektrolyt is dit veel lastiger, omdat deze kan barsten. De Stellantis-groep, die net als Mercedes samenwerkt met Factorial Energy, is erin geslaagd prototypecellen te ontwikkelen die 600 laad- en ontlaadcycli kunnen doorstaan. Maar een cel met vaste elektrolyt kan plotseling breken, terwijl een cel met vloeibare elektrolyt in het ergste geval alleen maar verslechtert. Bovendien moet een cel met vaste elektrolyt voortdurend onder hoge druk staan om de lagen in contact te houden en energie te kunnen opwekken, wat een extra uitdaging vormt voor het ontwerp. Kortom, de technologie zou nog niet stabiel en betrouwbaar genoeg zijn voor de autosector.
Het tweede obstakel is van industriële en financiële aard. De assemblage van ‘solid-state’-batterijen verschilt van die van ‘klassieke’ batterijen en leidt tot zeer hoge productiekosten. Om u een idee te geven: Stellantis heeft 75 miljoen dollar geïnvesteerd in Factorial Energy om de eerder genoemde cellen te ontwikkelen in 2021…
Daarom bevinden veel autofconstructeurs zich nog in de prototypefase. De Chinese groep Chery (Omoda en Jaecoo) lijkt ver gevorderd en belooft een actieradius van bijna 1.300 km (weliswaar volgens de Chinese homologatiecyclus). Een andere Chinese constructeur, MG (SAIC-groep), heeft onlangs een model met een halfvaste batterij op de Chinese markt gebracht. Een gulden middenweg om de kosten te drukken? Dat valt nog te bezien, want een andere Chinese constructeur, Nio, heeft eind 2025 de productie van zijn halfvaste batterijen stopgezet vanwege de volstrekt onredelijke productiekosten…
Is de evolutie van de huidige batterijen al voldoende?
Laten we tot slot de ‘solid-state’-batterijen even terzijde schuiven en terugkeren naar het heden. LFP-batterijen (lithium, ijzer, fosfaat), de meest ‘gangbare’ batterijen, vooral voor stadsauto’s en elektrische auto’s uit het instapsegment, worden steeds goedkoper om te produceren. Een stapje hoger bieden NMC-batterijen al een actieradius van bijna 1.000 km. Denk aan de bovenaan in dit artikel genoemde Lucid, of aan de Volvo EX60, BMW iX3 en Mercedes CLA, die allemaal een WLTP-actieradius van bijna 800 km bieden. Er zijn maar weinig brandstofauto’s met zo’n groot rijbereik! Is dat niet ruim voldoende? Temeer omdat de vooruitgang op het gebied van laden bewonderenswaardig is, met steeds meer constructeurs die auto’s op de markt brengen die in slechts 15 minuten van 10 tot 80 % kunnen worden opgeladen… En dat zal binnenkort nog verder toenemen!
Als we die vaststelling accepteren, zou de toekomst wel eens ergens anders kunnen liggen, namelijk in het vervangen van lithium (waarvan de winning een negatieve impact heeft op het milieu) door natrium. Natrium is veel overvloediger aanwezig op aarde en minder duur. De eigenschappen ervan voor het functioneren van een batterij verschillen niet zo veel van die van lithium, vandaar de belangstelling ervoor. Maar omdat “niets perfect is”, heeft natrium ook een nadeel: de energiedichtheid van natrium-ionbatterijen zou lager zijn dan die van lithium-ionbatterijen. Toch zou u de komende maanden en jaren wel eens steeds vaker over natrium kunnen horen spreken…
Maxime Pasture, redacteur van dit artikel
Maxime is journalist van opleiding en heeft een gezonde interesse in alles wat met auto’s te maken heeft. Hij behandelt uiteenlopende onderwerpen die van ver of van dichtbij met mobiliteit te maken hebben, en nog veel meer.
