De toekomst van batterijen

Een van de meest opvallende ontwikkelingen in de batterijwereld is de opmars van elektrische voertuigen, die de komende jaren in een stroomversnelling zal raken. De verschuiving naar EV’s zorgt voor een enorme stijging in de productie van EV-batterijen en stimuleert de ontwikkeling van betere batterijen die sneller kunnen opladen en langer meegaan.

Tegelijkertijd betekent dit dat we op grote schaal moeten nadenken over wat te doen met afgedankte EV-batterijen. Bij Bebat en onze dochteronderneming Reneos breiden we daarom onze EV-diensten uit: van diagnostiek en verpakking tot het transport van gebruikte EV-batterijen naar recyclage- of second-lifefaciliteiten. We ontwikkelen slimme oplossingen en nieuwe veiligheidsmaatregelen om voorbereid te zijn op de komende stroom EV-batterijen die op verantwoorde wijze verzameld, gesorteerd en vervoerd moeten worden.

Europese instellingen lopen voorop op het gebied van batterij-innovatie. De MOBI-onderzoeksgroep aan de VUB (Vrije Universiteit Brussel) is een erkend ‘hotspot’ voor onderzoek naar solid-statebatterijen, met ambitieuze doelen om EV’s een actieradius van meer dan 800 kilometer te geven. In oktober 2019 opende MOBI een ultramoderne dryroom voor de productie van deze revolutionaire batterijtechnologieën.

Volkswagen startte in 2025 de eerste productielijnen voor solid-statebatterijen in Europa, terwijl Toyota conceptauto’s met deze technologie test. Solid-statebatterijen vervangen de vloeibare elektrolyt door vaste materialen, waardoor ze krachtiger, kleiner, veiliger en goedkoper zijn. Werkende prototypes halen al meer dan 1.000 laadcycli.

Herlaadbare lithium-ionbatterijen hebben veel voordelen, maar ook enkele nadelen, waaronder warmteontwikkeling. Te veel hitte kan de batterij beschadigen en de capaciteit verminderen.

Onderzoekers aan de Penn State University vroegen zich af: “Hoe maken we een batterij hittebestendiger?” Hun oplossing is een batterij die opwarmt tot ongeveer 60°C en daarna weer afkoelt. Dit wordt mogelijk gemaakt door een nikkelfolie aan de negatieve pool van de batterij. Hierdoor kan de batterij tot 1.700 volledige laadcycli doorstaan, en kan de batterij van een elektrische auto in slechts 10 minuten volledig worden opgeladen. Best indrukwekkend, toch?

Er worden nieuwe batterijchemieën ontwikkeld voor allerlei toepassingen, wat op zijn beurt innovatie in batterijrecyclage stimuleert. Een bijzonder en veelbelovend toekomstig concept is biohydrometallurgie. Dit is een bio-leachingproces waarbij verschillende zuren en gespecialiseerde bacteriën worden gebruikt om de zwarte massa van batterijen "op te eten" en gezuiverde metaaloxiden uit te scheiden. Tests laten zien dat deze methode zeer efficiënt is (100% recyclage van koper en lithium uit lithiumbatterijen) en bovendien zeer lage operationele kosten heeft. Het nadeel is dat het momenteel veel te langzaam is om op grote schaal toepasbaar te zijn. Naast biohydrometallurgie wordt er ook volop gewerkt aan andere hydro- en pyrometallurgische technieken, nu de race om betere grootschalige recyclagemethoden steeds intensiever wordt.

Sila Nano heeft met succes het koolstofgrafiet in lithiumcellen vervangen door silicium, dat ongeveer 20 keer meer lithium kan opslaan en tot 9 keer sneller kan opladen.

Aluminium-ijzerbatterijen zijn ook in ontwikkeling, met de belofte dat ze stabieler, goedkoper te produceren en beter voor het milieu zijn, aangezien aluminium een van de meest voorkomende grondstoffen is.

Het meest spectaculair is wellicht de technologie van het Israëlische bedrijf StoreDot: batterijen die volledig opladen in slechts 5 minuten. Deze technologie werd in 2024 getest in samenwerking met autofabrikanten Polestar en VinFast, waarbij een commerciële doorbraak afhankelijk is van infrastructuur zoals extreem krachtige laadstations en een aangepaste netwerkcapaciteit.

Vlaamse onderzoeksinstellingen (VITO, UHasselt, IMEC, KU Leuven en EnergyVille) werken samen aan veelbelovende lithium-zwavelbatterijen. Deze revolutionaire batterijen hebben geen cobalt of nikkel nodig — toxische materialen die veel water en energie vereisen om te winnen. In plaats daarvan gebruiken ze zwavel, de op drie na meest voorkomende grondstof op aarde, dat vaak als bijproduct wordt beschouwd. Deze technologie kan tot vijf keer meer energie opslaan dan huidige lithium-ionbatterijen!

Onderzoekers aan het MIT (Massachusetts Institute of Technology) ontwikkelden een electro swing-batterij die CO₂ uit de omgevingslucht of industriële gassen kan verwijderen, met behulp van een polyanthraquinone-coating rond de elektroden — te vergelijken met een stofzuiger voor CO₂. Een verbeterde versie uit 2023 liet een 30% hogere CO₂-opnamecapaciteit zien.

Daarnaast bestaan er lithium-CO₂-batterijen die koolstofdioxide als actief materiaal gebruiken en tot 7 keer meer energie kunnen opslaan dan de huidige lithium-ionbatterijen. De University of Illinois pakte het probleem van CO₂-verkleving aan met molybdeen-disulfide (MoS₂) en realiseerde in 2019 een werkbare lithium-CO₂-batterij.

Natrium-ionbatterijen (sodium-ion) komen op als een veelbelovend en duurzamer alternatief voor lithium-ionbatterijen. Ze hebben weliswaar een iets lagere spanning dan LFP-batterijen, maar zijn tot 30% goedkoper, laden sneller op en presteren goed, zelfs bij vrieskou. Met verschillende beschikbare chemieën worden natrium-ionbatterijen steeds vaker gezien als geschikt voor zowel energieopslagsystemen (ESS) als elektrische voertuigen (EV’s). Ze hebben geen cobalt, geen nikkel en geen lithium nodig.