Een kleine Finse startup zegt dat het heeft gedaan waar de grootste autofabrikanten ter wereld nog steeds moeite mee hebben: een solid-state batterij in een productievoertuig plaatsen, te beginnen met een motorfiets die in slechts vijf minuten een actieradius van ruim 160 kilometer kan bereiken.
“De afgelopen vijftien jaar heeft de hele batterij-industrie in de auto-industrie gesproken over solid-state batterijen – dat ze de toekomst zijn”, zegt Marko Lehtimäki, CEO van Donut Labde startup die de nieuwe batterij maakt. “Maar tot op de dag van vandaag is er, ondanks al het gepraat, nog nooit één productievoertuig geweest dat gebruik maakt van solid-state batterijen. Die zijn alleen op laboratoriumniveau gebruikt.”
Berm-motorfietseneen startup voor elektrische motorfietsen, gebruikt de nieuwe batterij in een fiets die dit kwartaal naar klanten wordt verzonden. Donut Lab, oorspronkelijk gelanceerd als spin-off van Verge, is ook in gesprek met ongeveer 100 elektrisch voertuig bedrijven die willen overstappen op solid-state batterijen.
Solid State-batterijen hebben grote voordelen ten opzichte van de typische lithium-ionbatterijen die nu in gebruik zijn. De batterijen, die een vaste elektrolyt gebruiken in plaats van vloeistof of gel, zijn veiliger, zonder risico op brand.
Ze zijn ook efficiënter en kunnen veel sneller opladen, waardoor het opladen van een elektrische auto meer lijkt op tanken. (Verge adverteert dat de nieuwe accu van zijn motorfiets in 10 minuten een actieradius van 300 kilometer kan toevoegen, hoewel hij technisch gezien in slechts 5 minuten kan worden opgeladen met een krachtige lader; het voertuig biedt in totaal een bereik van 370 kilometer.) Solid-state-batterijen gaan ook niet zo snel achteruit. En in het geval van Donut Lab is de batterij gemaakt van goedkope materialen die over de hele wereld in overvloed verkrijgbaar zijn.
De nieuwe batterij zou kunnen helpen voorkomen dat elektrische voertuigen snel hun verkoopwaarde verliezen. “Deze batterij gaat meerdere levens van een auto of motorfiets mee”, zegt Lehtimäki. “Dus dat is ook een heel belangrijk ding. Je kunt er zeker van zijn dat er gedurende de levensduur van een motorfiets geen degradatie optreedt in de loop van de tijd. Als er een nieuw model is en je wilt de vorige versie verkopen, dan weet je dat deze vanuit het perspectief van de accu zo goed als nieuw is.”
De startup is nog bezig met het patenteren van de technologie en weigerde de specifieke chemie of productiemethodologie te delen. (Autofabrikanten die geïnteresseerd zijn in het gebruik van de batterijen hebben meer details gezien onder een geheimhoudingsovereenkomst, zegt Lehtimäki.) Maar het bedrijf beweert dat het andere bedrijven die aan solid-state batterijen werken, kon overtreffen omdat het wendbaarder is.
“Als je kleinere groepen zeer getalenteerde ingenieurs hebt die aan één visie werken, waarbij het oké is om risico’s te nemen, buiten de gebaande paden te denken en nieuwe dingen uit te proberen – wat behoorlijk moeilijk is in bedrijfsomgevingen – zijn het doorgaans de jonge bedrijven die daadwerkelijk nieuwe technologieën en innovaties op de markt brengen”, zegt Lehtimäki. Donut Lab ontwierp eerder een krachtige motor voor elektrische voertuigen past binnen wielen.
De batterijen hebben elk cellen die ongeveer zo groot zijn als mobiele telefoons, gerangschikt in grotere modules. In de motorfiets is het volle accupakket ongeveer zo groot als een koffer; voor energieopslag in een elektriciteitscentrale kan het systeem worden opgeschaald om een zeecontainer met batterijcellen te vullen.
De batterijen, die Donut Lab in zijn eigen fabriek in Finland produceert, kunnen ook in aangepaste vormen worden gemaakt, wat betekent dat ze gemakkelijk kunnen worden omgezet in het ontwerp van huidige elektrische auto’s of andere voertuigen. Bij één demonstratie haalde het team een verwisselbaar accupakket uit een scooter die populair was in Zuidoost-Azië en maakte deze opnieuw.
“We hebben gewoon de afmetingen genomen en een batterij in exact die vorm gemaakt”, zegt Lehtimäki. “Dat betekent dat hij als drop-in vervanging in de 100 miljoen scooters in Azië past. En we kunnen deze letterlijk in elke maat maken, zodat de OEM (original Equipment Manufacturer) die auto’s bouwt geen wijzigingen hoeft aan te brengen.”
Natuurlijk hebben sommige autofabrikanten al zwaar geïnvesteerd in het maken van hun eigen conventionele lithium-ionbatterijen, en konden ze niet meteen de overstap maken. Maar Lehtimäki zegt dat anderen overwegen om de nieuwe batterijen snel te adopteren.
Cova-krachteen bedrijf dat aanhangwagens voor semivrachtwagens elektrificeert, is van plan de nieuwe batterijen te gebruiken. Verschillende autofabrikanten zijn ook bezig ze in auto’s te stoppen, zegt Lehtimäki, hoewel zijn bedrijf de fabrikanten nog niet kan noemen.
In het verleden waren de kosten een van de grootste uitdagingen voor solid-state batterijen. Maar Donut Lab zegt dat de kosten concurrerend zijn omdat het gebruik maakt van direct verkrijgbare materialen.
“De materialen zijn de grootste kostenpost voor batterijen”, zegt Lehtimäki. “Daarom kunnen we ze vandaag al produceren tegen prijzen die goedkoper zijn dan lithium-ion voor de eindklant, namelijk de OEM. Dat betekent dus dat als je een gerenommeerd bedrijf hebt dat bijvoorbeeld 100.000 SUV’s per jaar produceert, en zij al tien jaar over de kosten van hun batterijen hebben onderhandeld, we naar hen toe kunnen gaan en hen onmiddellijk deze betere batterijen kunnen aanbieden voor dezelfde prijs dan wat ze vandaag betalen.”
Bedrijven die energieopslag nodig hebben, zoals datacenters, EV-laadstations of zonneparken bijvoorbeeld, zouden de nieuwe batterijen ook snel kunnen adopteren. “Ze kunnen drie tot vier keer sneller opladen dan wat ze nu hebben,” zegt Lehtimäki, “tegen lagere kosten.”
