Elektrische auto’s zorgen voor een revolutie in de transportsector door een duurzaam alternatief te bieden voor benzinevoertuigen. Hun werking is afhankelijk van batterijen, het kernonderdeel van deze moderne wonderen. Dit artikel onderzoekt de soorten batterijen die in elektrische auto's worden gebruikt, hun capaciteiten en hun lange levensduur.
Soorten batterijen die worden gebruikt in elektrische auto's
De batterijtechnologie is de afgelopen 40 jaar aanzienlijk vooruitgegaan. Met een focus op duurzame energie zijn we verder gegaan dan loodzuurbatterijen. Dit zijn de twee meest voorkomende batterijtypen die tegenwoordig in elektrische voertuigen worden gebruikt.
Lithium-ionbatterijen
De meeste elektrische auto's gebruiken lithium-ionbatterijen vanwege hun hoge vermogen-gewichtsverhouding en energiedichtheid.
Er zijn zes hoofdtypen van de chemie van lithiumbatterijen. Momenteel domineren NMC, NCA en LFP de markt voor EV-batterijen. In 2023 had NMC ruim 50% van de aandelen in personenauto’s in handen, gevolgd door LFP rond de 50%. 40% en NCA op ongeveer 7%.
Sinds de jaren 2010 zijn lithium-nikkel-mangaan-kobalt (NMC)-oxiden de wereldwijde standaard voor de productie van batterij-elektrische voertuigen (BEV) vanwege hun hoge prestaties. Het delven van deze mineralen brengt echter milieuproblemen met zich mee. Traditionele NMC-batterijen zijn temperatuurgevoelig, presteren slecht bij lage temperaturen en gaan na verloop van tijd achteruit. Bovendien brengen standaard lithium-ionbatterijen brandrisico's met zich mee door vluchtige organische elektrolyten en thermische instabiliteit in de SEI-laag van de anode als ze worden doorboord of niet goed worden opgeladen. Vroege modellen hadden moeite met opladen bij extreme kou, maar kunnen in bepaalde klimaten worden verwarmd met verwarmingselementen.
Lithium-ijzerfosfaat (LFP)-batterijen zijn goedkoper, veiliger en duurzamer dan NMC-batterijen, maar hebben een korter bereik. Ze hebben geen kritische mineralen zoals mangaan en kobalt nodig. Sinds 2023 is LFP toonaangevend op de Chinese markt, hoewel het in Europa en Noord-Amerika een marktaandeel van minder dan 10% heeft. LFP is ook het belangrijkste batterijtype voor energieopslag op het elektriciteitsnet.
Nikkel-metaal hybride batterijen
Nikkel-metaalhydride (NiMH) accupakketten worden vooral gebruikt in hybride voertuigen, die benzinemotoren combineren met elektromotoren. Deze auto's laden de boordaccu op met behulp van benzine.
NiMH-batterijen gaan doorgaans langer mee dan lithium-ionbatterijen en zijn veilig. Ze zijn echter duur om te produceren, genereren aanzienlijke warmte bij hoge temperaturen en hebben een hoge ontladingssnelheid. De meeste moderne hybrides zijn voor betere prestaties overgestapt op lichtere, compactere lithium-ionbatterijen.
Wat is de capaciteit van een batterij voor een elektrische auto?
De energiecapaciteit van de accu van een elektrische auto varieert afhankelijk van het accutype en de auto. Gemeten in kilowattuur (kWh), zorgen hogere capaciteiten voor meer kilometers zonder op te laden.
In 2023 varieerde de gemiddelde batterijcapaciteit van een EV van 21,3 tot 123 kWh, met een gemiddelde van 72,2 kWh. De populaire Tesla Model Y heeft een 75 kWh batterij die een bereik van 400 km biedt, terwijl de Nissan Leaf e+ beschikt over een 59 kWh batterij met een bereik van 211 mijl.
Hoe lang gaat de batterij van een elektrische auto mee?
Als je een zuinige auto overweegt, vraag je je misschien af hoe lang de accu meegaat.
Over het algemeen gaan lithium-ionbatterijen in auto's ongeveer mee 100.000-200.000 mijl of 15-20 jaar.
De levensduur van de batterij is echter afhankelijk van de behandeling, de laad- en ontlaadcycli en de bedrijfstemperaturen. Veel auto's maken gebruik van geavanceerd batterijbeheer en verwarmings-/koelsystemen om de prestaties te optimaliseren en de levensduur van de batterij te verlengen.
Hoe worden EV-batterijen weggegooid?
Als de accu’s van elektrische voertuigen het begeven, waar gaan ze dan heen?
Idealiter zouden fabrikanten ze recyclen tot nieuwe batterijen door ze te versnipperen en af te breken met hitte of chemicaliën om waardevolle materialen te extraheren.
Slechts een klein percentage van de lithium-ionbatterijen wordt echter gerecycled vanwege arbeids- en verzendlogistiek. Het verzenden van deze batterijen vergt meer arbeid en middelen dan het winnen van nieuwe materialen, wat leidt tot een gebrek aan winstgevendheid. Dit probleem wordt aangepakt nu lithiumbatterijen de belangrijkste energiebron voor voertuigen worden.
Zit er nieuwe technologie in EV-batterijen?
De vooruitgang op het gebied van EV-batterijen vordert en zou recyclingproblemen kunnen aanpakken. De verbeteringen op het gebied van energiedichtheid, productiekosten en veiligheid gaan door. De belangrijkste doelstellingen zijn het maximaliseren van de energiecapaciteit, de levensduur en de veiligheid.
