Hoge kosten van solid-state batterijen eindelijk aangepakt met elektrolytstructuur hack met gebruik van goedkopere materialen

De TS Pro-fiets die op de CES 2026 werd aangekondigd, wordt het eerste productievoertuig met een solid-state batterij dat in de VS te koop is. Dankzij de solid-state batterijtechnologie kan deze fiets tot 370 mijl afleggen op een lading, en de batterij gaat in principe gegarandeerd een levensduur van het voertuig.

De prijs weerspiegelt echter de inherente uitdaging van het op de markt brengen van solid-state batterijen: de exorbitante kosten. De motor kost $34.900, of ongeveer evenveel als een Tesla Model 3 elektrische sedan. Toyota, dat naar verwachting vanaf 2027 een van de pioniers op het gebied van commercialisering zal zijn, waarschuwde dat de eerste auto's met solid-state batterijen in beperkte series zullen worden uitgebracht in het topsegment onder het merk Lexus, wat alleen maar hoge prijzen kan betekenen. Zelfs accu's met halfvaste elektrolyt die nog een 5% vloeibaar bestanddeel hebben in auto's zoals de ET7 kunnen evenveel kosten als een hele ET5 elektrische sedan, dus NIO verhuurt het pakket nu alleen voor langere zomerreizen.

Hoewel schaalvoordelen bij de massaproductie van solid-state batterijen de kosten zouden kunnen drukken, zijn ze inherent duurder om te maken, omdat de vaste elektrolyt veel duurdere materialen en productieprocedures vereist dan vloeibare. Hoewel Samsung en anderen het productieprobleem aanpakken en de kosten ervan proberen te verlagen, hebben Koreaanse onderzoekers van KAIST nu de kostenvergelijking voor solid-state batterijen op het gebied van materialen opgelost.

In plaats van dure metalen te gebruiken om de uitdagingen op het gebied van ionengeleiding in vaste versus vloeibare elektrolyten te overwinnen, slaagden zij erin om simpelweg de materiaalstructuur van de huidige oxide- of sulfide-gebaseerde solid-state batterijen te veranderen. Ze introduceerden "tweewaardige" oxide- en sulfide-anionen in goedkopere elektrolyten van zirkoniumhalogenide en slaagden erin om ionen tot vier keer gemakkelijker te laten bewegen, met een energiedichtheid en geleidingsniveaus die vergelijkbaar zijn met die van de huidige vaste elektrolyten die gemaakt zijn met veel duurdere metalen.

Volgens de hoofdonderzoeker, Prof. Seo Dong-hwa van het Department of Materials Science and Engineering van KAIST,"presenteerde de ontdekking van het teamontwerpprincipes die tegelijkertijd de kosten- en prestatieproblemen van solid-state batterijen kunnen verbeteren door gebruik te maken van goedkope grondstoffen," en is het van het praktische type dat onmiddellijk industriële toepassing kan vinden, waardoor uiteindelijk de weg wordt vrijgemaakt voor veel goedkopere solid-state batterijen.

Koop de 10.000 mAh solid-state Marastone power bank op Amazon