Nooit meer zorgen maken om de levensduur van een accu? De nieuwe batterij van Jeff Dahn, hoogleraar aan de Dalhousie University, moet het mogelijk maken. Volgens het onderzoek van Dahn’s team zou deze zelfs een eeuw kunnen overspannen. 

De onderzoeker die accu’s voor Tesla ontwerpt, publiceerde zijn bevindingen over de lithium-nikkel-mangaan-kobalt-oxidebatterij (NMC) in Journal of The Electrochemical Society.

'De eeuwige accu'
Jeff Dahn heeft een lange achtergrond in litiumionbatterijen, de batterijen die onder andere mobiele telefoons en tablets van energie voorzien. Samen met onderzoekers van het Canadese Dalhousie University schreef Dahn over een mogelijke verlenging van de levensduur van batterijen. De batterij met nikkel, mangaan en kobalt heeft een hogere energiedichtheid dan de lithium-ijzerfosfaatbatterijen (LFP).  LFP-batterijen worden vaak in de auto-industrie gebruikt. 

LFP-batterijen hebben al een lange levensduur. Volgens een rapport van Tesla zelf zouden de huidige batterijen van het bedrijf 500.000 tot 800.0000 kilometer lang de auto van energie kunnen voorzien. Na 320.000 km zou 80 procent van de capaciteit resteren. Volgens een ander onderzoek onder Tesla rijders blijkt dat de auto’s slechts 5 procent capaciteit verliezen na de eerste 80.000 kilometer en 10 procent na de eerste 240.000. Het bedrijf ontwerpt dus al batterijen die vaak langer meegaan dan de auto zelf. 

Deze trend wordt met dit nieuwe onderzoek voortgezet. Er zou ruim zes miljoen kilometer gereden kunnen worden met de nieuwe batterij. Bij een temperatuur van 25 graden Celsius heeft de NMC-batterij een theoretische levensduur van honderd jaar. 

De elektrische auto wordt recent steeds vaker genoemd als thuisbatterij. In de toekomst kan deze veel vaker geladen worden door toenemend gebruik van zonnepanelen en vaker ontladen voor gebruik in huis. Een auto-batterij die meer kan dan de auto zelf vereist, kan dus toch een grote meerwaarde blijken. 

De minder gespannen boog
Om de levensduur te testen werd de batterij blootgesteld aan 4,5 jaar aan verschillende spanningen en temperaturen, oplopend tot 70 graden Celsius. De uitkomsten werden vergeleken met onder andere die van LFP-batterijen. 

Een van de oorzaken van verval van een batterij is oxidatie. Om dit te beperken hebben de onderzoekers een enkel grafietkristal gebruikt in de kathode in plaats van meerdere siliciumkristallen. 

Minder stress is langer leven, maar sommigen presteren het beste onder druk. Het geldt voor mensen en voor accu’s. De meeste accu’s kunnen optimaal presteren bij een maximale spanning van 4,2 volt of hoger. De NMC-batterij kan dit ook bij een nominale spanning van 3,8 volt. Door op deze lagere spanning te presteren is er minder kans op oxidatie. 

Zoals voor veel technologieën geldt, is ook de NMC-batterij duurder om te produceren dan de huidige LFP-batterijen. Succes in het verlagen van die kosten kan dan ook bepalen hoe succesvol de batterij kan zijn in de toekomst.