Een van de grootste uitdagingen bij het ontwerpen van een elektrische auto is waar de batterijen moeten worden geplaatst.

Elk voertuig heeft honderden tot duizenden afzonderlijke batterijcellen, elk omgeven door een behuizing en verbonden met de autosystemen en sensoren. Dit complexe ontwerp neemt ruimte in beslag - meer dan 50 procent van het gebied dat is gewijd aan batterijen in de auto wordt ingenomen door behuizing en contacten.

Maar nu heeft een team van ingenieurs van het Fraunhofer-instituut voor keramische technologieën en systemen (IKTS) een nieuw batterijconcept ontwikkeld dat de hoeveelheid ruimte die nodig is voor huisvesting en contacten aanzienlijk kan verminderen - wat betekent dat meer batterijen in dezelfde auto kunnen passen.

Hun systeem stapelt accucellen direct boven elkaar over een groot gebied, in tegenstelling tot de traditionele benadering waarbij individuele cellen naast elkaar in kleine delen worden geregen. Door de directe verbinding met elke cel in de stapel stroomt er stroom over het volledige oppervlak van de batterij, waardoor de elektrische weerstand aanzienlijk wordt verminderd.

"Met ons nieuwe verpakkingsconcept hopen we het bereik van elektrische auto's op middellange termijn tot 1000 kilometer te vergroten", Mareike Wolter, projectmanager bij Fraunhofer IKTS.

Metallic tape

De sleutel om dit te kunnen doen is een nieuwe elektrode - in dit geval een metalen tape die aan beide zijden is gecoat met keramische opslagmaterialen. De ene kant is de anode van de batterij - de andere is de kathode.

Het ontwikkelen van elk materiaal is een complex proces, met een suspensie van poedervormig keramiek vermengd met polymeren en elektrisch geleidende materialen.

"We gebruiken onze expertise in keramische technologieën om de elektroden zo te ontwerpen dat ze zo weinig mogelijk ruimte nodig hebben, veel energie besparen, eenvoudig te produceren zijn en een lange levensduur hebben", zegt Wolter.

Het onderzoek is momenteel nog steeds een work-in-progress, maar het concept wordt opgeschaald naar grotere batterijcellen die in echte elektrische auto's kunnen worden geïnstalleerd. De eerste tests zijn gepland voor 2020, maar Wolter is optimistisch dat dit probleemloos moet plaatsvinden:

"Een van de kerncompetenties van ons instituut is om keramische materialen van het laboratorium op pilootschaal aan te passen en betrouwbaar te reproduceren", zei ze..

  • Deze paleontoloog bouwt interactieve 3D-dinosaurushologrammen