Batterijen

Batterijen

Bij een batterij wordt, tijdens het opladen, elektrische energie in de batterijcel chemisch opgeslagen. Wordt er energie aan de batterij onttrokken dan wordt deze chemische energie weer omgezet in elektrische energie, totdat alle energie verbruikt is. De batterij is dan leeg en moet opnieuw met elektrische energie worden opgeladen.

De lithiumbatterij

In elektrische auto's worden vooral lithium batterijen gebruikt, omdat deze een hoge capaciteit bij een relatief laag gewicht hebben. Lithium is vrijwel overal op aarde te vinden: in gesteente, klei en zout water. Ongeveer de helft van de potentiële lithiumreserves liggen in Zuid-Amerika. Daarnaast liggen er onder andere lithiumvoorraden in Amerika, Australië en Europa. De kosten van een lithiumbatterij zijn de laatste jaren aanzienlijk gedaald, was in 1992 de prijs 6035 dollar per kilowattuur, in 2016 was dat gedaald tot 330 dollar. De figuur geeft de daling van de kostprijs van een lithium-ion batterij vanaf 2013 en de verwachting tot 2035 [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland].

Verwacht wordt dat in 2030 de prijs is gedaald tot 77 dollar per kWh. Tegelijkertijd is de energiedichtheid van de batterij gestegen van 213 wattuur per liter in 1991 naar 721 in 2018. Sinds 2015 is het productievolume van batterijen sterkt toegenomen. Verwacht wordt dat het volume in 2030 is verdrievoudigd [Rijksdienst voor Ondernemend Nederland], [Volkskrant].

Ontwikkelingen van batterijen in elektriciteitsnetwerken

In 2023 werden 24.400 nieuwe batterijsystemen in gebruik genomen. De totale opslagcapaciteit in batterijen kwam daarmee op 621 MWh. In Nederland hebben 39.000 huishoudens een batterij thuis, de andere batterijen staan bijvoorbeeld bij winkels, kantoren en energiebedrijven. Van de 610 MWh zijn er ongeveer 287 MWh aan grote batterijen, met een capaciteit groter dan 1 MWh, bedreven door energiebedrijven [Volkskrant].

Ontwikkelingen in batterijen voor auto's

Het Nederlandse bedrijf LeydenJar heeft een batterij ontwikkeld met als anode poreus silicium in plaats van grafiet. De batterij kan 50 tot 70% meer energie opslaan dan conventionele lithiumionbatterijen en er is minder energie nodig voor de productie ervan. De energiedichtheid is met 1350 Wh/liter hoger dan de 721 Wh/liter van een conventionele lithiumionbatterij. Elektrische auto's kunnen dan bijna twee keer zo ver rijden dan met een gewone accu of de batterij kan kleiner worden voor dezelfde afstand, waardoor het gewicht van de auto omlaag gaat. Leydenjar bouwt nu een fabriek voor dergelijke batterijen: Plant One. De productiecapaciteit zal 70 MWh per jaar bedragen. Het bedrijf gaat zich eerst richten op batterijen voor de consumentenelektronica. In een later stadium gaat ook geleverd worden aan de auto-industrie, daarvoor is een capaciteit nodig van 10 GWh per jaar [Volkskrant].

Onderzoekers van TU Delft hebben een techniek bedacht waarmee een batterij langer meegaat. Tussen het elektrolyt en de anode en kathode zit een beschermlaagje, dat de elektronen moet tegenhouden, maar de lithiumionen doorlaten. Door het laden en ontladen raakt het laagje beschadigd, daardoor daalt de batterijcapaciteit. De onderzoekers van TU Delft hebben zouten toegevoegd aan het elektrolyt. Die zorgen dat de vorming van het beschermlaagje beter verloopt, waardoor door batterij langer meegaat [Volkskrant].