Een Europees onderzoeksproject heeft een nieuw batterijontwerp onthuld dat elektrische voertuigen duurzamer, gemakkelijker te recyclen en goedkoper te repareren kan maken. De batterij, ontwikkeld in het kader van het door de EU gefinancierde Marbel-project en gesteund door Stellantis, is gemaakt met de principes van de circulaire economie in gedachten. Als zodanig is de batterij ook gericht op het vinden van een tweede leven buiten de weg.

Het project, dat wordt gecoördineerd door het Catalaanse technologiecentrum Eurecat, richt zich op het bouwen van een batterij die gemakkelijker uit elkaar te halen is, minder grondstoffen gebruikt en ultrasnel kan worden opgeladen. Het beschikt ook over innovatieve technologie die de gezondheid van de batterij kan controleren en kan voorspellen wanneer deze het einde van zijn nuttige levensduur nadert.

Modulair is eenvoudiger

De kern van het prototype is een eenvoudig maar krachtig idee: modulariteit. Dit betekent dat de batterijen kunnen worden gemonteerd en gedemonteerd met standaardgereedschap, gemakkelijker kunnen worden gerepareerd en opnieuw kunnen worden gebruikt wanneer ze niet langer geschikt zijn voor auto's.

Bovendien bevat elk pack tot 60% gerecycled aluminium, wat een geschatte 777 kilogram koolstofuitstoot per eenheid bespaart. Het resultaat is volgens de ontwikkelaars een batterij die niet alleen is ontworpen om te presteren, maar ook om lang mee te gaan.

“De focus op circulariteit creëert een pad naar duurzamere elektrische voertuigtechnologie,” zegt projectcoördinator Eduard Piqueras. “Tegelijkertijd pakken we door het optimaliseren van de batterijprestaties de belangrijkste hindernissen aan die de acceptatie en acceptatie van elektrische voertuigen in de weg staan, zoals een beperkte actieradius en lange oplaadtijden.”

Schakelen tussen 400 of 800 volt

De interne architectuur van de batterij is opnieuw ontworpen om sneller op te laden terwijl de warmte gelijkmatiger wordt beheerd - een belangrijke barrière bij ultrasnel opladen. Het elektrische systeem kan automatisch schakelen tussen 400 en 800 volt, afhankelijk van het type voertuig dat wordt gevoed.

Maar het Marble project gaat verder door vanaf het begin intelligentie in te bouwen. Elke batterijcel bevat een kleine elektronische manager, aangestuurd door Bluetooth, die de conditie controleert en draadloos communiceert met een centraal systeem.

Samen voeden ze een digitale tweelingbatterij, een virtuele replica van de batterij die kunstmatige intelligentie gebruikt om prestaties, slijtage en scheuren te analyseren en te voorspellen hoe lang de batterij meegaat.

Huishoudelijk gebruik

Dit opent de deur naar nieuwe toepassingen als de batterij niet langer bruikbaar is voor auto's. Violeta Vargas, een onderzoeker bij Eurecat, zegt dat het project is ontworpen met second-life toepassingen (hergebruik van batterijen in energieopslag voor huizen of de industrie) als einddoel. “We hebben het gebruik van batterijen uitgebreid met behoud van materiaalwaarde”, zegt ze.

Het Marbel-systeem vereenvoudigt recycling aan het einde van de levensduur van een batterij. De onderzoekers zeggen dat ze hiermee gemakkelijk hoogzuivere grondstoffen kunnen terugwinnen, waaronder lithium, kobalt en nikkel, waar veel vraag naar is nu de productie van elektrische voertuigen in Europa toeneemt.

Het project, gesteund door het Horizon 2020-programma van de EU, bracht 16 partners uit acht landen samen, waaronder universiteiten, ingenieursbureaus, kleine bedrijven en - zoals vermeld - de autofabrikant Stellantis, die hoog inzet op circulaire modellen voor autoproductie en hergebruik.

Het bedrijf versnelt momenteel zijn Sustainera-hub in Turijn voor hergebruik van onderdelen. Tegelijkertijd scherpt de EU de regels voor de duurzaamheid van batterijen aan, met als doel de afhankelijkheid van geïmporteerde grondstoffen te verminderen en de uitstoot in de hele toeleveringsketen van de auto-industrie terug te dringen.