Bang zijn dat je elektrische auto leegraakt voordat je bij een laadpaal bent, is misschien bijna verleden tijd.
Amerikaanse ingenieurs hebben een lithiumionaccu ontwikkeld die het langer volhoudt op één lading.
En in tegenstelling tot zijn concurrenten kan hij extreme temperaturen doorstaan.
Bijna alle accu’s hebben namelijk last van het probleem dat vrieskou of zomerhitte de prestatie van de accu kunnen beïnvloeden. En dat kan er ook toe leiden dat het opladen langzamer gaat.
Het geheim achter de nieuwe lithiumionaccu is een speciale temperatuurbestendige elektrolyt.
Wat zijn lithiumionaccu’s?
De lithiumionaccu is een type heroplaadbare accu die wordt opgeladen door de lithiumionen die tussen negatieve (anode) en positieve (kathode) elektroden bewegen.
Ionen zijn elektrisch geladen moleculen, en dat betekent dat de elektronen worden opgenomen of vrijgegeven in de molecuul.
Elektrolyt is de vloeistof waarmee de ionen in de accu vervoerd worden, en waardoor de accu weer kan opladen.
Je vindt lithiumionaccu’s in smartphones, laptops en elektrische auto’s.
Superelektrolyt doorstaat extreme temperaturen
De elektrolyt in een accu is de vloeistof die elektrische stroom geleidt. Hij scheidt de anode van de kathode en geleidt de stroom van elektrische lading daartussen.
In lithiumionaccu’s bewegen de lithiumionen tijdens het laden tussen de anode en de kathode.
In de nieuwe lithiumionaccu bestaat de elektrolyt uit een vloeibare oplossing van di-ethylether en lithiumzout.
Het bijzondere aan di-ethylether is dat de moleculen zwak binden aan lithiumionen, waardoor de elektrolytmoleculen gemakkelijk lithiumionen kunnen vrijgeven als de accu werkt.
Omdat de moleculen die zwakke binding aangaan, wordt de accuprestatie beter bij temperaturen onder nul.
De di-ethylether zorgt er ook voor dat de vloeistof vloeibaar blijft bij hoge temperaturen, want het heeft een kookpunt van 141 graden Celsius.
Tijdens de testfase behield de accu 87,5 procent van zijn energiecapaciteit bij -40 graden.
Uit de test bleek ook dat de nieuwe accu vaker opnieuw kan worden opgeladen en ontladen dan gewone lithiumaccu’s.
Litiumionaccu’s bevatten twee elektroden – een van lithium (de kathode) en een van koolstof (anode) – die omgeven zijn door een vloeistof: elektrolyt. Zodra de batterij is opgeladen, stromen elektronen aan de ionen door een circuit dat de accu aandrijft.
Kan lithiumzwavelaccu’s stabiliseren
Verder hebben de ingenieurs ontdekt dat de nieuwe technologie gebruikt kan worden in lithiumzwavelaccu’s voor toekomstige elektrische auto’s.
Lithiumzwavelaccu’s kunnen tot twee keer zo veel stroom per kilo vasthouden als lithiumionaccu’s. Dat betekent dat auto’s twee keer zo ver kunnen rijden op één lading en dat de productie ervan goedkoper is.
Het probleem met lithiumzwavelaccu’s is echter dat ze snel leeglopen bij hoge temperaturen en dat ze naaldachtige structuren maken waardoor de accu kortsluiting krijgt.
Door het nieuwe di-ethyletherelektrolyt in de lithiumzwavelaccu’s te gebruiken, gaan ze langer mee en blijven ze onder extreme temperaturen werken.
Het onderzoeksteam denkt dat de nieuwe lithiumionaccu binnenkort al op de markt komt, en later zal de lithiumzwavelaccu volgen.
De onderzoekers zijn van plan verder aan de technologie te werken om de accu nog langer mee te laten gaan en bij nog hogere temperaturen te laten werken.