artikel

Baanbrekende batterijtechnologieën

Elektrische fietsen Premium 49

Baanbrekende batterijtechnologieën

E-bike accu’s met een fikse 800Wh of meer staan ‘voor de deur’, mogelijk gemaakt door nieuwe technologieën die zijn ontwikkeld als reactie op de vraag van E-MTB naar dergelijke accu’s met een hoge capaciteit. Gaandeweg zullen ze ook voor altijd de consumentbezorgdheid over het mogelijk bereik van e-bikes beëindigen.

Elektrische mountainbikes vormen de komende jaren de grootste groeisector. Maar deze e-bike categorie stelt speciale technische eisen, zoals een transmissiesysteem dat toegerust is voor het vereiste koppel en vermogen om op ruw, heuvelachtig terrein rond te rijden. Dergelijk gebruik vraagt ook om accu’s die veel verder gaan dan de huidig aangeboden 400 tot 500Wh. Daartoe is de nikkel-kobalt-aluminium (NCA) accutechnologie ontwikkeld.  

30% meer capaciteit 

Deze NCA accutechnologie is ontwikkeld door BMZ; Europa’s grootste fabrikant van accupakketten voor e-bikes, en veel andere toepassingen. Dit in Duitsland gevestigde bedrijf exploiteert wat het zijn “E.Volution Center” noemt. Hier werken zo’n 150 specialisten in innovatieve lithium-ion accutechnologieën, waarvan de meest recente de genoemde NCA Li-Ion technologie.  

Nieuwe NCA (Nikkel-Kobalt-Aluminium) technologie

Wat de nieuwe NCA technologie oplevert en hoe het werkt is uitgelegd door Sven Bauer, directeur en oprichter van de BMZ Group, in een recent bedrijfsbericht. Hij zegt: “Momenteel gebruiken e-bikes voornamelijk NMC-batterijen met nikkel, mangaan en kobalt op de kathode en grafiet op de anode. De BMZ Group heeft deze technologie verder ontwikkeld. Daarom gebruiken we een NCA nikkel-kobalt-aluminium, omdat het 30% meer capaciteit oplevert bij ongewijzigde batterijafmetingen en -gewicht. Het resultaat is dat NCA-batterijen 30% meer bereik bieden, of 30% kleiner en lichter zijn. “ 

Super Charge ion Accu’s 

Nog een ander nieuw materiaal, ontwikkeld door Toshiba, wordt toegepast in de Super Charge ion Batterij (SCiB) van het bedrijf. Dit nieuwe materiaal wordt gebruikt voor de anode en is titanium-niobium-oxide genaamd. Toshiba claimt dat het een kristalstructuur mogelijk maakt die lithium-ionen efficiënter kan opslaan. Zo veel zelfs dat de energiedichtheid is verdubbeld. 

Een nieuw materiaal is titanium-niobium-oxide

90% capaciteit na 5.000 oplaadcycli

Volgens Toshiba biedt de nieuwe technologie ook de mogelijkheid voor batterijen om meer dan 90% van hun capaciteit te behouden na 5.000 oplaadcycli! Toshiba beweert ook dat zijn Super Charge ion batterij een compact elektrisch voertuig een bereik van 320 km mogelijk maakt na slechts zes minuten ultrasnel opladen! Dit is ongeveer driemaal het bereik dat wordt geboden door een standaard, vergelijkbaar opgeladen lithium-ion batterij. Dr. Osamu Hori, directeur van Corporate Research & Development Center bij Toshiba Corporation, zei over het potentieel van de nieuwe titanium-niobiumoxide anode en de volgende generatie SCiBs: “In plaats van een stapsgewijze verbetering, is dit een spel veranderend voordeel dat een significant verschil zal opleveren in zowel het bereik en als de prestaties van elektrische voertuigen. ”

Tegelijkertijd hebben we het grafiet op de anode vervangen door silicium, wat ook de capaciteit verhoogt

NCA accu’s voor modeljaar 2018

Het duurt nog jaren voordat Toshiba’s Super Charge ion Batterijen de markt zullen bereiken omdat de eerste testen gedaan zijn met grote 50Ah accu’s. Maar de nikkel-kobalt-aluminium (NCA) batterijen van BMZ zijn al onderweg. Overigens heeft BMZ naast het gebruik van NCA aan de accu kathode ook het andere belangrijke accu onderdeel veranderd; de anode. Sven Bauer legt uit: “Tegelijkertijd hebben we het grafiet op de anode vervangen door silicium, wat ook de capaciteit verhoogt.” Dit alles leidt tot batterijen die onder alle omstandigheden e-MTBs van stroom kunnen voorzien. Daarnaast brengt het ook batterijen met zich mee die kleiner en lichter kunnen zijn met de mogelijkheid om ze onzichtbaar in frames te integreren. Deze nieuwe batterijtechnologie zal deel uitmaken van de 2018 e-MTB-modellen. 

21700 cellen 

Maar er is meer op komst met betrekking tot de e-bikes en e-MTBs van modeljaar 2018. De 21700 cellen zijn onderweg voor toepassing in batterijpakketten. Het is een cel met een nieuw formaat. Momenteel worden 18650 cellen veel gebruikt in Li-ion batterijen voor elektrische fietsen. Ze hebben een celgrootte van 18 mm en een hoogte van 65 mm. De 21700-cel heeft een diameter van 21 mm en een hoogte van 70 mm. 

De BMZ 21700 (met de naam 3Tron) cellen bieden meer dan 60% hogere capaciteit in vergelijking met de momenteel veel gebruikte 18650 cellen in e-bike-batterijen. Met actiever materiaal en krachtiger geleiders leveren 3Tron-cellen aanzienlijk meer energie. Ze bieden een maximaal bereik tot 200 kilometer voor e-bikes dankzij capaciteiten tot 750 Wh / 17 Ah. Met een dergelijk beschikbaar bereik heeft de batterij minder laadcycli nodig. Gevoegd bij het feit dat de nieuwe cellen ook minder warmte produceren resulteert dit in 3Tron batterij pakketten die in een levensduur tot maximaal twaalf jaar voorzien! 
Reageer op dit artikel