Wetenschappers halen natrium-ionbatterij uit elkaar en ontdekken Tesla-achtig ontwerp

In dit artikel:

Een onderzoeksteam van onder meer de RWTH Aachen University heeft 120 commercieel verkrijgbare cilindrische natrium-ioncellen van de Chinese fabrikant Hina onderzocht. De resultaten, gepubliceerd in Cell Reports Physical Science, wijzen erop dat deze batterijtechnologie sneller volwassen wordt dan verwacht.

De cellen verschilden onderling nauwelijks in prestaties, een belangrijke eigenschap voor veilige en betrouwbare accupakketten. Ook bij uiteenlopende vermogens en temperaturen tussen -20 en 45 graden Celsius bleven ze goed functioneren. Röntgenbeelden en materiaalanalyses brachten bovendien een geavanceerde interne constructie aan het licht. Het zogenoemde tabless-ontwerp met twee aluminium stroomcollectoren beperkt elektrische weerstand en verspreidt warmte beter. Die aanpak vertoont overeenkomsten met Tesla’s ontwerp voor lithium-ioncellen.

De natriumcellen leverden bij hoge vermogens beter dan verwacht, waardoor toepassingen in netopslag, commerciële voertuigen en voertuigen met een kleiner bereik mogelijk interessant zijn. Koude blijft wel een zwak punt: hoewel de cellen bij lage temperaturen nog vermogen leveren, verloopt opladen dan minder goed. Verwarming en aangepast laadbeheer zouden daarom nodig zijn. Ook moet nader worden onderzocht wat de ongelijke verdeling van koper in de kathode betekent voor prestaties en levensduur.

Natrium is overvloediger beschikbaar dan lithium en kan de afhankelijkheid van lithiumketens verkleinen. Door de lagere energiedichtheid zijn natrium-ionbatterijen voorlopig echter geen directe vervanger voor lithium in elektrische auto’s met een groot bereik. De technologie lijkt vooral uit te groeien tot een belangrijke tweede batterijchemie, mits energiedichtheid, levensduur en koudeladen verder verbeteren.