Het hart van een elektrisch voertuig (EV) is de accu. Alles draait om dit cruciale onderdeel. De batterij bepaalt niet alleen de actieradius en de duurzaamheid van het voertuig maar ook de totale kostprijs.
Wat zijn de componenten en de eigenschappen van een accu en hoe evolueren de prijs en de levenstermijn ervan nu er veel onderzoek naar gedaan wordt? Onze blogger Alain Dierckx geeft ons meer uitleg.

Wat zijn de componenten van een batterij van een elektrische wagen?

In de jaren zeventig werd al geëxperimenteerd met elektrisch aangedreven voertuigen. Toen werden daarvoor loodaccu’s gebruikt. Vandaag is dat niet meer het geval: de voornaamste componenten van een accu zijn nu lithium en kobalt, en in mindere mate mangaan, nikkel en grafiet.

Volgens de 3de Mobiliteitsbarometer van Europ Assistance Belgium hecht 28% van de consumenten bij hun keuze om over te schakelen naar een elektrisch voertuig belang aan de mogelijke tekorten aan grondstoffen.
Dit bewijst dat de beschikbaarheid van grondstoffen die aan de basis liggen van de fabricatie van elektrische batterijen de consumenten wel degelijk bezighoudt.

Waar vindt men de grondstoffen lithium en kobalt?

Lithium vindt men vooral in Zuid-Amerikaanse landen maar ook in Australië, China en Canada zitten er grote voorraden in de grond. In Frankrijk en Oostenrijk wordt eveneens lithium aangetroffen. In Frankrijk heeft een bedrijf het plan opgevat om te investeren in een grote lithiummijn.

Kobalt wordt voor meer dan de helft van de mondiale productie uit mijnen in Congo (RDC) gehaald maar ook in Noord-Amerika wordt het gewonnen.

Hoe evolueert de prijs van een lithium-ion accu?

De prijs van een accu wordt uitgedrukt in €/kWh en is de laatste jaren gedaald tot een gemiddelde van 104€ per kWh. Het goedkoopst zijn de batterijen die in China gemaakt worden. Voor de andere landen loopt de prijs hoger op onder meer door de hogere loonkosten. Een voorbeeld: de batterij van een Renault Zoé van 52 kWh kost zo’n 8.500€, dus 163€ per kWh.

Hoe lang gaan de nieuwe batterijen mee?

De eerste generatie accu’s ging ongeveer tien jaar mee maar de levenstermijn is nu geëvolueerd naar vijftien jaar en zelfs langer. Vandaag zijn accu’s ontworpen voor ongeveer 1.000 laadcycli en 240.000 kilometer.
De algemene en positieve vaststelling is dat batterijen van elektrische wagens langer meegaan dan verwacht en dat de capaciteit dus hoger blijft dan eerder aangenomen werd.

Lees ook het artikel “De levensduur van batterijen van elektrische auto’s en fietsen”.

Hoe werkt de batterij van een elektrische wagen?

Een batterij van een EV bestaat uit een groot aantal elektrochemische cellen. Deze cellen leveren de energie (stroom) om de elektromotor te activeren en aan te sturen. Een ingebouwd regelsysteem zorgt ervoor dat alle losse cellen in de accu gelijkmatig opgeladen en ontladen worden.

Omgekeerd kan de accu ook energie opwekken en opslaan tijdens het rijden. Dat gebeurt wanneer u uw voet van het gaspedaal neemt en niet remt. De auto vertraagt dan automatisch en de accu wordt opgeladen. De term die hiervoor meestal gebruikt wordt is ‘regeneratief remmen’.

Kan een accu van een EV hergebruikt en gerecycleerd worden?

Als een batterij niet meer sterk genoeg is voor een wagen, kan ze eventueel hergebruikt worden om elektriciteit op te slaan die afkomstig is uit zonnepanelen of windenergie. Wanneer ook die levensduur ten einde is – dat kan tot zelfs tot twintig jaar duren – kan overgegaan worden tot recyclage.

De autoproducenten zijn verplicht om de gebruikte batterijen in te zamelen en te (laten) recycleren. Een Europese richtlijn legt hen op om minstens 50% van de materialen in de accu’s te recycleren. Tegen 2025 moet dat minstens 65% worden. Vandaag kan al 70% van de bestanddelen kobalt, nikkel en koper gerecycleerd worden. De recyclage van lithium is moeilijker maar hier wordt aan gewerkt.

Zijn er alternatieven voor de lithium-ion accu?

Omwille van ethische bezwaren over de winning van lithium in de mijnen in Congo (RDC) en omdat de voorraad lithium ook niet oneindig is, wordt er intens gezocht naar alternatieven voor de lithium-ion accu’s.

Alternatief 1: Solid state accu

In dit type batterij wordt de vloeibare elektrolyt vervangen door een vaste stof. Volkswagen, Toyota en Nissan zijn volop bezig met onderzoek op dit domein en willen deze accu’s binnen enkele jaren op de markt brengen.

Voordelen:

• Minder brandgevoelig
• 40% hogere energieopslagcapaciteit dan lithium-ion
• Hogere laadsnelheid
• Lager gewicht

Nadelen:

• Hoge productiekosten
• Proces nog niet op punt

Alternatief 2: Lithium-zwavel

Voordelen:

• Zwavel is meer dan voldoende aanwezig
• Lagere productiekosten
• Tot vijf maal meer energieopslagcapaciteit dan lithium-ion
• Milieuvriendelijker
• Veiliger

Nadelen:

• De levensduur is aanzienlijker korter dan bij een lithium-ion batterij
• Energieverlies bij op- en ontladen

 Alternatief 3: Lithium en ijzerfosfaat

Het automerk Tesla gebruikt sinds een paar jaar voor bepaalde basismodellen dit type batterij.

Voordelen:

• Lange levensduur
• Laag gewicht
• Veilig

Nadelen:

• Laadt trager op
• Relatief prijzig

Wilt u meer weten over de elektrische wagens? Lees dan onze andere artikels over de elektrische voertuigen, door hier te klikken.