Toyota Motor heeft gezegd dat het overgaat op de productie van solid-state batterijen voor de volgende generatie elektrische voertuigen (EV's), waardoor een technologie die meer energieopslag en sneller opladen belooft dichterbij de markt komt.

HOE VERSCHILLEN SOLID-STATE ACCU'S?

Solid-state accu's maken gebruik van dunne lagen vaste elektrolyten die lithiumionen tussen elektroden transporteren.

De lithium-ion (li-ion) accu's die op grote schaal worden gebruikt, maken daarentegen gebruik van vloeibare elektrolyten.

Solid-state batterijen zijn gebruikt in kleine elektronische apparaten zoals pacemakers en slimme horloges. De massaproductie van batterijen voor EV's heeft zich langzamer ontwikkeld.

Toyota zei dat het een probleem met de duurzaamheid van solid-state batterijen heeft opgelost dat de weg vrijmaakt voor productie, die naar verwachting in 2027-2028 zal beginnen.

WAT ZIJN DE VOORDELEN VAN SOLID-STATE BATTERIJEN?

Ze worden wel "de graal" van de batterijontwikkeling genoemd en "de kus des doods" voor verbrandingsmotoraanbiedingen vanwege hun kracht en het rijbereik dat mogelijk is op één lading.

Solid-state batterijen kunnen meer energie bevatten dan vloeibare lithium-ion batterijen, een winst die mogelijk de overgang naar EV's zou versnellen door een zorg van de consument aan te pakken: actieradius.

Uit een opiniepeiling van Reuters in maart bleek dat 35% van de ondervraagde Amerikanen EV's wilde met een actieradius van 804 km of meer, een afstand die op dit moment slechts door weinigen wordt aangeboden.

Solid-state batterijen zijn ook gepromoot als een manier om de oplaadtijd te verkorten.

Toyota zei dat het verwacht dat zijn solid-state batterij een oplaadtijd van 10 minuten of minder zou hebben. Ter vergelijking: het Supercharger-netwerk van Tesla, het grootste in zijn soort, biedt het equivalent van 321 km opladen in 15 minuten.

Er is ook veiligheid. De elektrolyt in vloeibare lithium-ion accu's is vluchtig en ontvlambaar bij hoge temperaturen, wat betekent dat er een risico is op brand of chemische lekken.

WAAROM IS HET MOEILIJK OM SOLID-STATE BATTERIJEN TE MAKEN?

Autofabrikanten en technologiebedrijven hebben prototypes van solid-state batterijcellen voor EV's gemaakt, maar zijn er tot nu toe niet in geslaagd om deze op te schalen naar massaproductie.

Het is moeilijk om een vaste elektrolyt te ontwerpen die stabiel en chemisch inert is en toch een goede geleider van ionen tussen de elektroden is. Ze zijn ook duur om te maken en gevoelig voor barsten.

Dat heeft vastestofaccu's veel duurder gemaakt dan vloeibare lithium-ionaccu's.

Toyota heeft geen kostenramingen bekendgemaakt voor zijn nieuwe EV met solid-state batterij of de extra investering die het zou moeten doen om de productie op te voeren.

WIE PROBEERT ZE TE MAKEN?

De meeste grote autofabrikanten - met uitzondering van Tesla - hebben ontwikkelingsinspanningen of samenwerkingsverbanden bekendgemaakt.

Toyota heeft de ontwikkeling van solid-state batterijen gestimuleerd en heeft samengewerkt met Panasonic aan gerelateerde projecten.

Nissan Motor, de eerste autofabrikant die een EV voor de massamarkt lanceerde met de Leaf, heeft gezegd dat het bezig is met de ontwikkeling van solid-state batterijen en werkt aan massaproductie tegen 2028.

Honda is bezig met de ontwikkeling van solid-state batterijen, maar heeft nog geen tijdschema gegeven voor het op de markt brengen ervan.

Het Amerikaanse batterijbedrijf QuantumScape, dat gesteund wordt door Bill Gates en Volkswagen, heeft gezegd dat het contracten heeft met zes fabrikanten van elektrische voertuigen, waaronder Volkswagen.

Automotive Cells Co, een onderneming van Mercedes-Benz, Stellantis en TotalEnergies, heeft een overeenkomst voor de ontwikkeling van solid-state batterijen met de Taiwanese batterijfabrikant ProLogium Technology.

Ford en BMW hebben geïnvesteerd in de Amerikaanse startup Solid Power, die prototype-accu's produceert. Hyundai Motor, een andere investeerder in Solid Power, heeft gezegd dat het van plan is om in 2030 massaal solid-state batterijen te produceren.

Tesla heeft geen gedetailleerde plannen voor de ontwikkeling van solid-state batterijen. De marktleider op het gebied van EV's heeft zich gericht op de uitrol van krachtigere 4680 cellen voor zijn Cybertruck en andere voertuigen. (Verslaggeving door Tim Kelly, Sayantani Ghosh en Kevin Krolicki; Redactie door Christopher Cushing)