CATL bevestigt plannen voor solid-state batterijen voor elektrische auto's

Kleinere cellen, grotere ambities

CATL werkt aan volledig solid-statebatterijen, waarbij de vloeibare elektrolyt van conventionele lithium-ionbatterijen wordt vervangen door een vaste elektrolyt. Deze technologie maakt het mogelijk om meer energie op te slaan in een kleinere en lichtere batterij.

De Chinese fabrikant heeft zijn ontwikkelingsprogramma opgeschaald van testcellen van 10 Ah naar prototypes van 20 Ah. Die stap werd al in november 2024 gemeld en betekent dat CATL verder werkt aan grotere batterijcellen en de bijbehorende productieprocessen.

De capaciteit van 20 Ah blijft relatief beperkt in vergelijking met veel grotere batterijcellen die vandaag in elektrische auto's worden gebruikt. Bovendien zegt de capaciteit in ampère-uur op zichzelf niets over de totale hoeveelheid opgeslagen energie. Daarvoor speelt ook de celspanning een belangrijke rol.

Het uiteindelijke doel van CATL is een energiedichtheid van ongeveer 500 Wh/kg. Dat zou aanzienlijk hoger liggen dan bij de meeste huidige lithium-ionbatterijen. Deze waarde blijft echter een ontwikkelingsdoelstelling en is nog niet bevestigd als specificatie van een productierijpe batterijcel.

Voor elektrische auto's zou dit belangrijke voordelen kunnen opleveren. Constructeurs kunnen lichtere batterijen ontwikkelen zonder actieradius te verliezen, of meer energie opslaan bij een vergelijkbaar batterijgewicht.

Technische uitdagingen

Ondanks de veelbelovende vooruitzichten staat de technologie nog niet op punt. CATL-topman Robin Zeng verklaarde in juni dat volledig solid-statebatterijen zich volgens een schaal van één tot negen momenteel pas op niveau vier bevinden.

Een van de belangrijkste uitdagingen heeft te maken met de vaste elektrolyt. CATL gebruikt hiervoor materialen op basis van sulfiden, die lithiumionen efficiënt kunnen geleiden.

Het probleem ontstaat bij het contact tussen de verschillende vaste materialen in de batterijcel. Tijdens het laden en ontladen zetten de elektroden uit en krimpen ze opnieuw. Hierdoor kan het contact tussen de materialen verslechteren, wat gevolgen heeft voor de prestaties en levensduur van de batterij.

Om dat te voorkomen, moeten de batterijcellen voldoende contactdruk behouden. Dat maakt de constructie en het productieproces complexer.

Daarnaast zijn sulfide-elektrolyten gevoelig voor vocht. Wanneer bepaalde sulfideverbindingen met water reageren, kan het giftige gas waterstofsulfide vrijkomen. De productie vereist daarom een streng gecontroleerde omgeving.

CATL moet bovendien nog aantonen dat zijn batterijen voldoende laadcycli aankunnen, snel kunnen worden opgeladen en tegen een aanvaardbare kostprijs geproduceerd kunnen worden.

Concurrentie neemt toe

CATL staat niet alleen in de ontwikkeling van solid-statebatterijen. Verschillende grote autobouwers en batterijproducenten willen de technologie de komende jaren commercialiseren.

Toyota werkt samen met Idemitsu aan volledig solid-statebatterijen en wil tussen 2027 en 2028 de eerste elektrische auto's met deze technologie introduceren. De Japanse constructeur spreekt over een mogelijke actieradius tot 1.200 kilometer en aanzienlijk kortere laadtijden.

Ook Samsung SDI mikt op massaproductie in de tweede helft van 2027. Het Zuid-Koreaanse bedrijf onderzoekt onder meer een batterijarchitectuur zonder vooraf aangebrachte anode, waarmee een bijzonder hoge energiedichtheid mogelijk moet worden.

De eerste toepassingen hoeven echter niet noodzakelijk elektrische auto's te zijn. Samsung SDI ziet bijvoorbeeld ook mogelijkheden voor humanoïde robots.

BYD werkt via zijn batterijdivisie FinDreams eveneens aan solid-statebatterijen. De Chinese fabrikant wil in 2027 starten met beperkte productie en rond 2030 opschalen naar grotere volumes.

De verschillende productiedoelstellingen zijn overigens moeilijk rechtstreeks te vergelijken. Een beperkte proefproductie is niet hetzelfde als massaproductie, en geen van deze tijdschema's garandeert dat de batterijen onmiddellijk beschikbaar worden voor consumenten.

Wanneer in elektrische auto's?

Hoewel 2027 steeds vaker wordt genoemd als een belangrijk jaar voor solid-statebatterijen, betekent dit niet dat elektrische auto's met deze technologie vanaf dan op grote schaal verkrijgbaar zullen zijn.

CATL heeft voorlopig geen concrete automodellen, afnemers of prijzen bekendgemaakt. De fabrikant verwacht pas rond 2030 voldoende schaalgrootte te bereiken om de technologie breder commercieel toe te passen.

Bovendien zal de uiteindelijke actieradius niet uitsluitend afhangen van de energiedichtheid van de batterijcellen. Ook de ruimte die een compleet batterijpakket inneemt, het gewicht van de batterijbehuizing en het energieverbruik van de wagen blijven bepalend.

Veelbelovende toekomst

Solid-statebatterijen hebben het potentieel om de volgende generatie elektrische auto's efficiënter, lichter en mogelijk veiliger te maken. Een hogere energiedichtheid kan bovendien bijdragen aan een grotere actieradius, zonder dat hiervoor steeds zwaardere batterijpacks nodig zijn.

Toch blijft de uitdaging groter dan alleen het ontwikkelen van een batterijcel met indrukwekkende specificaties. De technologie moet ook betrouwbaar, duurzaam en betaalbaar zijn.

Ondertussen blijven CATL en andere fabrikanten investeren in de verdere ontwikkeling van bestaande lithium-ionbatterijen, LFP-technologie en natrium-ionbatterijen.

Voor wie vandaag een elektrische auto overweegt, is wachten op solid-state dan ook niet noodzakelijk de beste keuze. De huidige batterijtechnologie blijft zich snel ontwikkelen, terwijl de grootschalige komst van volledig solid-statebatterijen nog enkele jaren op zich laat wachten.

Maak ElektrischeAuto.be jouw voorkeursbron in Google Nieuws.