2.000 laadcycli met organische kathode: nieuwe batterijtechnologie voor EV's van de toekomst

In opdracht van Lamborghini hebben onderzoekers van het MIT kobalt, dat belangrijk is voor de kathodes in oplaadbare batterijen, vervangen door een combinatie van organische materialen.

In 2023 werd in 70 procent van alle geproduceerde batterijen kobalt gebruikt, dat bijna 5 procent van elke kathode uitmaakt. De totale hoeveelheid is enorm. Ongeveer de helft van de wereldwijde kobaltproductie wordt gebruikt voor batterijen.

En de winning van kobalt is een verhaal apart. Niet zo'n mooi verhaal, maar als u er meer over wilt weten, kunt u hier beginnen.

Een soortgelijke poging is al gedaan met lithium-ijzerfosfaatbatterijen. Deze zijn echter vrij duur om te produceren en bieden een lagere energiedichtheid dan een kathode met kobalt, nikkel, enz.

De huidige resultaten van een onderzoeksgroep aan het MIT met de steun van Lamborghini zijn veelbelovender. De fabrikant behoort tot Volkswagen en heeft nu het bijbehorende patent.

Geleidbaarheid als metaal, weerstand als metaal

Talrijke lagen bis-tetraaminobenzoquinonen vervangen de vorige kathode in de nieuwe batterij. Het materiaal heeft ook verbazingwekkende eigenschappen die vrij zeldzaam zijn voor organische stoffen.

De elektrische geleidbaarheid is net zo hoog als die van conventionele kathoden. Bovendien lost het materiaal niet op in de elektrolyt van de batterij.

Volgens de onderzoekers is het resultaat een batterijprestatie die nauwelijks verslechtert en tot 2000 laadcycli mogelijk maakt. Vulmateriaal van cellulose en rubber stabiliseert de kathode, maar heeft weinig ruimte nodig, zodat de energiedichtheid op het niveau van conventionele accu's blijft.

Bovendien zou het opladen met bijzonder hoge stromen moeten werken, wat uiteindelijk de oplaadtijd zou verkorten. De gebruikte chinonen worden al industrieel geproduceerd en zijn dus gemakkelijk verkrijgbaar.

De ontwikkelaars hebben al een ander onderzoekscontract gekregen: Lithium moet ook uit de batterijen verdwijnen. Natrium en magnesium staan momenteel op de lijst van mogelijke alternatieven. Maar wie weet: bis-tetraaminobenzoquinonen zaten zeker niet in ieders achterhoofd om kobalt te vervangen.