Solid-state batterij is al jaren 'bijna klaar', maar krijgt nu echte doorbraken

De batterij in je telefoon, laptop of elektrische auto werkt met een vloeibare elektrolyt: een soort geleidende soep waardoor lithium-ionen heen en weer bewegen. Dat systeem werkt goed, maar heeft een bekend nadeel. De vloeistof kan bij schade of oververhitting vlam vatten, zoals bij sommige brandende laptops en telefoons in vliegtuigen. Een solid-state batterij vervangt die vloeistof door een vaste stof, meestal keramiek of een polymeer. Dat maakt de batterij veiliger, en in theorie ook compacter, sneller op te laden en langer houdbaar.

Waarom het zo lang duurt

Solid-state batterijen werken al jaren goed in laboratoria, maar opschalen blijkt lastig. Het grootste probleem zijn dendrieten: dunne, naaldvormige uitgroeisels die tijdens het opladen ontstaan op de anode, de kant van de batterij die elektronen afgeeft. Die dendrieten groeien dwars door de vaste elektrolyt heen, net als boomwortels door beton, en veroorzaken daardoor kortsluiting. Daarnaast is grootschalige productie duur en lastig: fabrikanten hebben grote hoeveelheden foutloos keramisch materiaal nodig en moeten werken in extreem droge ruimtes, omdat de elektrolyt reageert met waterdamp. Door deze problemen verwachten de meeste producenten dat solid-state batterijen pas halverwege de jaren 2030 qua prijs kunnen concurreren met gewone lithium-ionbatterijen.

Bedrijven claimen vooruitgang

Toch melden verschillende bedrijven concrete stappen. Het Amerikaanse QuantumScape, mede gefinancierd door Bill Gates, zegt een nieuwe productiemethode te hebben ontwikkeld waarmee het keramische materiaal in enkele minuten wordt gemaakt en verhit, in plaats van de dagenlange ovenprocessen die al duizenden jaren gangbaar zijn in de keramiekindustrie. Autofabrikant Toyota werkt met het Japanse energiebedrijf Idemitsu Kosan aan een proeffabriek en belooft auto's die na tien minuten laden tot 1.200 kilometer kunnen rijden. Het Chinese batterijconcern CATL, goed voor ongeveer 40 procent van de wereldwijde batterijmarkt, investeerde in 2024 alleen al 2,6 miljard dollar in onderzoek naar de technologie. Mercedes-Benz testte vorig najaar een proefauto met solid-state batterij die 1.200 kilometer aflegde zonder te stoppen.

Eerst de niche, dan de massa

Of de techniek snel doorbreekt, is nog onzeker. Nieuwe batterijtechnologie is in het begin altijd duurder, en die extra kosten belanden meestal bij de klant. Bedrijven als Solid Energies en Sion Power richten zich daarom eerst op de luchtvaart en defensie: sectoren die minder prijsgevoelig zijn en met kleinere volumes werken. Analist Evelina Stoikou van onderzoeksbureau BloombergNEF noemt dat een slimme strategie om eerst te bewijzen dat de techniek werkt, voordat bedrijven investeren in grote fabrieken. Grote stroomnetten, die steeds meer opslag nodig hebben voor datacenters, kunnen uiteindelijk ook profiteren: solid-state batterijen houden energie langer vast dan de gangbare acht uur van lithium-ionsystemen.