EV-batterijtypes en hun basisverschillen:
NMC532, NMC811, NCA, solid state en LFP
Door de groeiende vraag naar grondstoffen, die nodig zijn voor de productie van batterijen met een grote capaciteit voor elektrische voertuigen, stijgen de prijzen en wordt de ontwikkeling van batterijen waarvoor minder dure materialen nodig zijn, steeds belangrijker.
Lithium-Ion is bijna altijd de basiscomponent voor bestaande EV-batterijen.
De manier waarop de stroom naar het Lithium wordt gebracht is via een kathode en een anode. De gebruikte materialen voor deze kathode en anode verschillen, en dit heeft grote gevolgen voor de stabiliteit, de levensduur, de kw/gram dus de maximale stroom en het verslechteringsgedrag van de batterijen.
LFP batterijen
Onlangs is een nieuw type accu ontwikkeld, waarbij voor de anode en kathode een ander type materialen wordt gebruikt dan bij NMC accu’s:
LFP kan minstens 2000 keer tot 100% worden opgeladen.
Maar LFP-batterijen (en – tussen haakjes – ook NMC532) zijn minder compact dan NMC811- en NCA-batterijen. Dat komt omdat LFP-batterijen minder elektrische capaciteit per volumetrische eenheid hebben dan NMC811- en NCA-batterijen.
Het gevolg is dat kleinere tot middelgrote auto’s niet meer dan een LFP-batterijpakket van 50-55 kWh zullen kunnen vervoeren.
Verwacht wordt dat LFP-batterijen op lange termijn goedkoper zullen worden dan batterijen van het NMC-type omdat ijzerfosfaat kan worden gemaakt zonder beperkingen inzake beschikbaarheid van materiaal, terwijl de vereiste grondstoffen voor NMC- en NCA-batterijen mettertijd nog duurder zullen worden.
NMC- (of NCM-) en NCA-batterijen
De hoofdstroom van Li-ion-batterijen bestaat momenteel echter uit NMC (en Tesla’s long range NCA en standard range LFP), met verschillende soorten batterij-samenstellingen. Tesla’s NCA ontwikkeling van accu’s voor de Tesla3 long range en nieuwe Tesla model S types heeft een eigen soort samenstelling voor de accu’s zoals ook blijkt uit het onderstaande grondstoffen overzicht:
NMC811 batterijen
De nieuwste ontwikkeling binnen het NMC type accu’s is de NMC811, die meer vermogen heeft in een kleiner pack, maar een zeer strikte productiemethode en een zeer strak Battery Managment System vereist.
NMC811 accu’s gaan snel achteruit als ze herhaaldelijk worden opgeladen met hun maximale capaciteit en het wordt aanbevolen om de accu zo weinig mogelijk op te laden boven 80% van de maximale capaciteit.
En- het wordt aanbevolen om alleen tot de maximale capaciteit op te laden wanneer de lading onmiddellijk na het opladen zal worden gebruikt. Bijvoorbeeld wanneer een grote reis wordt gemaakt, voordat u vertrekt en tussendoor.
NMC811 heeft een maximale volledige laadcyclus van 200-300x, indien uitgevoerd volgens de aanbevelingen. Dit is misschien het grootste probleem met dit soort batterijen, maar in de praktijk kan dit een levensduur van meer dan 8 jaar betekenen. Op voorwaarde dat u alleen voor de vakantiereizen tot 100% oplaadt.
NMC811 maakt het mogelijk om een kleine EV(SUV) zoals de MG ZS EV (2022 versie) long range uit te rusten met een 74 kWh NMC811 batterijpakket.
Solid-state batterijen
Solid-state batterijen komen ook beschikbaar, en deze batterijen leveren de beste prestaties in een vergelijkbaar – of mogelijk zelfs kleiner bouwvolume dan NMC811-batterijen.
Maar Solid-state batterijen zijn nog steeds vrij duur en niet algemeen verkrijgbaar.
Toyota is een van de belangrijkste ontwikkelaars van solid-state batterijen en zal zijn hybride auto’s met deze batterijen uitrusten.
Het zal interessant zijn om uit te vinden of solid-state batterijen het op lange termijn beter zullen doen dan de oudere/bestaande typen batterijen, aangezien hybride auto’s maximaal gebruik maken van de laad/oplaadcycli.
Samenvatting
Voor kleine EV’s zal LFP de beste keuze zijn. (minder actieradius vereist, meestal stadsauto’s. USP van LFP: 2000+ keer mogelijk om op te laden @ 100% volledige capaciteit.
Voor het midden- en hogere segment zijn NMC811 en/of NCA het meest geschikt. USP van NMC811: meer capaciteit maakt een grotere actieradius mogelijk, maar vereist een zeer goed BMS. Door minder gebruik van dure materialen in NMC811 (minder kobalt en mangaan) ligt de prijs van NMC811 binnen het betaalbare bereik.
Voor EV’s in het hoogste segment is solid-state de beste optie. Solid state is duurder, kleiner, meer capaciteit, recycling tot vol vermogen is geen probleem.
Voor hybride EV’s kan zowel LFP als solid state worden toegepast, maar niet NMC811.
