Mercedes-Benz test solid-state batterij met 1.000 km bereik

Solide-state batterijen beloven meer actieradius, snellere oplaadtijden en betere brandveiligheid, met een vergelijkbaar of lager gewicht dan traditionele lithium-ion batterijen. Solide-state batterijen zijn al lange tijd in ontwikkeling. Jarenlang leek het alsof ze vastzaten in de experimentele fase, maar dat begint eindelijk te veranderen met meer toepassingen in de echte wereld.

Mercedes-Benz en het Amerikaanse batterij-startup Factorial Energy hebben samen een prototype van de EQS ontwikkeld, uitgerust met een solide-state batterij. De bedrijven claimen dat dit de "eerste solide-staat batterijauto ter wereld van een wereldwijde OEM" is. De auto is al onderweg voor testruns.

De EQS wordt verwacht een actieradius van 1000 kilometer te leveren, zo werd maandag aangekondigd door de autofabrikant. Dit is een verbetering van meer dan 25% ten opzichte van de WLTP-actieradius van de huidige EQS 450+, die ongeveer 774 kilometer bedraagt. De EQS heeft een bruikbare batterijcapaciteit van 118 kilowattuur. WLTP-cijfers zijn doorgaans ongeveer 22% hoger dan de EPA-schattingen, dus de EQS zou volgens de EPA-normen nog steeds zo'n 850 kilometer kunnen leveren. Dat is heel dicht bij wat een Lucid Air al kan bereiken met een traditionele NMC-batterij.

Maar de solide-state batterij van de EQS biedt voordelen op het gebied van gewicht en efficiëntie. De autofabrikant beweert dat de solide-state batterij 25% meer actieradius levert met dezelfde grootte en gewicht als de huidige lithium-ion batterijen. Er is zelfs potentieel om de actieradius met 40% te verhogen.

Een traditionele lithium-ion batterij gebruikt een vloeibaar elektrolyt om elektronen te verplaatsen tussen oplaadcycli. Een solide-state batterij gebruikt een vast elektrolyt, wat zorgt voor een hogere energiedichtheid en verbeterde brandveiligheid. Ook belooft het een aanzienlijke gewichtsreductie.

Semi-solide-state batterijen gebruiken een gelachtig elektrolyt, waarmee een tussenoplossing wordt gevonden tussen een traditionele vloeibare elektrolyt en een echte solide-state oplossing. Verschillende Chinese EV's, zoals de Nio ET7 en IM L6, zijn al uitgerust met dergelijke batterijen. Ze worden beschouwd als een "hybride" batterijoplossing die gebruik maakt van bestaande productieprocessen en sneller op te schalen is.

De batterij in de EQS bevat ook een lithium-metaal anode, die meer energie opslaat dan traditionele grafiet-anodes in dezelfde hoeveelheid ruimte. Studies suggereren echter dat dendrietvorming een probleem kan zijn bij lithium-metaal chemieën. Dendrieten zijn kleine metalen uitsteeksels die een batterij kunnen kortsluiten en waren een grote hindernis bij de ontwikkeling van solide-state batterijen. Mercedes en Factorial moeten echter vooruitgang geboekt hebben op dit gebied, als ze verder gaan met dit ontwerp.

De batterij van Factorial in de EQS maakt gebruik van een "zwevende celdrager". Wanneer de batterij oplaadt, zet het materiaal uit, en wanneer het ontlaadt, krimpt het. Om deze uitzetting en krimp van materialen te ondersteunen, is de batterij uitgerust met pneumatische actuatoren ontwikkeld door Mercedes' Formule 1 ingenieurs in hun motorsport-hoofdkantoor in Brixworth, UK. Factorial heeft ook samengewerkt met Stellantis en de Hyundai Motor Group om solide-state cellen te ontwikkelen. Een demonstratievloot van de Dodge Charger Daytona EV, uitgerust met Factorial's semi-solide-state batterij, zal naar verwachting volgend jaar beginnen met wegtesten.

Wat we nog niet weten over de EQS is hoe lang de wegtestfase zal duren of hoeveel een uiteindelijke productieauto zal kosten. Maar de eerste productiewagen wordt verwacht voor het einde van dit decennium op de weg te komen. Zelfs dan is het een grote mijlpaal dat solide-state technologie eindelijk uit het lab is en in de wegauto's terechtkomt die we misschien ooit zullen rijden.