Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 51, views: 30.909 •

Toyota heeft een prototype van een solid-state-accu ontwikkeld met een vermogensdichtheid die vijf keer groter is dan de vorige accugeneratie van het bedrijf. Toyota heeft hiervoor germanium toegevoegd aan het elektrolietmateriaal.

Voor het vaste elektrolytmateriaal heeft Toyota gebruikgemaakt van het op sulfide gebaseerde Li10GeP2S12. Het gebruik hiervan zou volgens Tech-On de geleiding van lithium-ionen ongeveer gelijkstellen aan li-ion-accu's op basis van vloeibaar elektrolyt. Voor de elektroden wordt gebruikgemaakt van grafiet en nikkel-cobalt-mangaan. Bij de vorige generatie solid state-accu gebruikte Toyota ook een sulfide-variant, maar dan zonder de toevoeging van germanium.

Om de accu te vormen wordt het vaste elektrolytmateriaal zeven lagen dik gestapeld met daartussen positieve en negatieve elektroden en verpakt in een filmlaag. Het prototype van Toyota's nieuwe solid state-accu kan een spanning van 28V leveren en heeft afmetingen van 70x105x3mm. Toyota toonde onder meer een demonstratiemodel van een elektrische scooter, waarbij achttien van dergelijke accupakketjes in parallel werden geschakeld.

Solid state-accu's hebben als voordeel dat een hoge energiedichtheid mogelijk is. Het nadeel is een lage vermogensdichtheid. Toyota heeft zich bij het prototype vooral beziggehouden met het verbeteren van die laatste eigenschap. De vermogensdichtheid is het totaal vermogen dat de accu kan leveren gedeeld door het gewicht ervan.

Toyota solid-state-accu vijf keer hogere vermogensdichtheid

Reacties (51)

Om hier maar een wat inhoudelijkere reactie te geven dan bij het andere electric vehicle-gerelateerde bericht vandaag; ik zou graag willen weten wat dan precies de energie-inhoud per kilo is van deze accu's, en of/wanneer we deze accu's in de nieuwe Prius gaan zien.
Dat weet ik niet, gezien dit artikel gaat over Solid State accu's.

Laatst was er een nieuwtje dat een Universiteit in Zuid-Korea een accu hadden ontworpen die gebruik maakt van geleidende vloeistof met grafiet in de accu's. Zodat alle cellen tegelijk opgeladen kunnen worden in plaats van binnen naar buiten, gezien de tijdswinst denk stuk belangrijker is zeker omdat door deze technologie 30 tot 120 keer sneller geladen kan worden dan nu. De capaciteit zou wel iets lager vallen maar ja liever elke 75km even een 1 minuut wachten dan elke 100km 30 min wachten. Een minuut als het 30x zo snel gaat, als het 120x zo snel gaat is het slechts 15 seconde.. Nou dan weet ik wel wat voor accu ik zal kiezen. (als tenminste overal laadpunten zijn, dat zal nog wel paar jaar duren)

Even Google gebruikt: http://www.zdnet.com/kore...rging-battery-7000002577/

[Reactie gewijzigd door linkkrw op 26 september 2012 18:43]

Nu laadt je een EV met ongeveer 12A op. Of 30+ als je een snellader hebt.
120 keer sneller zou een stroom van >300A betekenen.
Dat is dus misschien leuk voor de accu van een smartphone, maar een auto heeft er niks aan.
Waarom niet? je kan bijvoorbeeld een enorme condensator langzaam opladen via het lichtnet, en dan wanneer je de stroom nodig hebt om je auto op te laden, kan de stroom van de condensator heel snel worden overgezet met een hoge laadstroom.
Dus een tussenstap nemen die geld kost, waarbij je twee maal omzetverlies hebt (omzetting naar condensator, omzetting van condensator), plus energieverlies in tijd als deze niet ontladen wordt...
Dat is natuurlijk waar, maar voor gebruiksgemak kan vrij veel worden opgegeven lijkt me.
Deze manier kan eventueel enkel gebruikt worden op openbare laadplaatsen. afhankelijk van hoe snel de batterij laad (heel optimistisch 5 minuten?) kan dat een hele mooie oplossing zijn.
Energieverlies heb je altijd, kijk bijvoorbeeld naar het verwisselen van batterijen dat nu al toegepast wordt.
Thuis kan nog steeds de conventionele manier gebruikt worden.
Je hebt duidelijk geen idee wat de energiedichtheid van een condensator is... Die is laag!
Een condensator is uitsluitend geschikt voor applicaties waar je vaak moet (ont)laden, netstabilisatie bijvoorbeeld. Niet voor applicaties waar je eens per dag een auto moet opladen.
Je heft hebt natuurlijk helemaal gelijk, het zou totaal niet mogelijk zijn om hiervoor een condensator te gaan gebruiken aangezien deze maar 350joule per kilo kunnen leveren.
genoeg alternatieve opslagmogelijkheden die wel in aanmerking komen voor dit soort opslag.

[Reactie gewijzigd door Baggeraar op 26 september 2012 22:30]

En de powercondensatoren die bij audio apparatuur worden gebruikt ook niet? Die kunnen soms enkele megawatts leveren voor pieken in het geluid waar de autoaccu niet genoeg vermogen voor heeft. Misschien is het een idee dat net zo te combineren. En grote condensator (of meerdere) om snel op te trekken zodat ze bij snelwegen en andere langere afstanden (enkele honderden meters) langzaam weer opladen oid.
die pieken duren bij audio enkele milli seconden,

bij een auto zou je 10 seconden aan een stuk willen versnellen.
als je dan kijkt hoe groot die condensatoren voor enkele milliseconden. stel je dan eens voor hoe groot ze moeten zijn om het 1000voudige te moeten leveren..?
Of i.p.v. een condensator zo'n zelfde accu
Neen daarvoor is de vermogendichtheid te klein..
Ik begrijp dat jouw voorbeeld van een condensator maar een mogelijk voorbeeld is en dat je in de praktijk mogelijk een ander model zou gebruiken maar dat neemt niet weg dat er een fundamenteel probleem is.

Een condensator of dergelijks zou een enorme hoeveelheid energie in een kort tijdsbestek moeten overbrengen Het effect daarvan is dat
  • het opslag mechanisme zelf een enorm energetisch potentieel heeft (vergeet niet dat een normale lithium accu al een berg safeguards heeft omdat het per volume meer explosieve kracht herbergt dan TNT)
  • Bij de overdracht enorme hoeveelheden warmte en magnetisme ontstaan. Als zo'n ding naast je huis in 30 minuten je auto aan het opladen vermoed ik dat veel apparaten in de wijde omtrek behoorlijk ontregeld zullen raken. Voor een hoogspanningstransformator huisje is dat niet zo'n probleem want afgeschermd en ver van de bebouwing maar naast je huis...
Naast je huis is dan ook niet wat je wilt daar kun je langzaam laden. Op speciale openbare laadpunten zou wel kunnen, net zoals we nu tankstations hebben en ook die moeten aan strikte veiligeidsregels voldoen.
Ik ken een tankstation dat binnen de bebouwde kom ligt, direct naast een paar woonhuizen, maar de tanks liggen een paar honderd meter verder op veilige afstand. Alle andere tankstations liggen verder weg van bebouwing.
Het enige oplaadpunt dat in onze gemeente gepland is, ligt 3 km buiten de stad bij een busstation en daar zou je best een 2 verdiepingen hoge stapel condensatoren kunnen zetten. De afstand naar de bussen is al gauw een paar honderd meter en die busen staan er slechts 2× in het uur 2 minuten lang. Risico's uitsluiten voor de opladende auto's en hun bestuurder en passagiers is wel lastiger.
Ik denk niet dat dit de bedoeling is.
Mogelijks voor een nieuw model, maar ik denk dat er meer gericht wordt op de volledige elektrische auto's hiermee

Off-topic: shame on you prius rijders :p beetje de natuur vervuilen met je onafbreekbare batterij

[Reactie gewijzigd door DaemonAngel op 27 september 2012 09:31]

Zou dit in de toekomst een upgrade kunnen betekenen voor de accupakketten van de huidige prius modellen?
En dan ook wel belangrijk: wat gaat dat dan kosten ???
Oeh, dan kunnen quadcopters vijf keer zo lang in de lucht blijven. :)
nee, ze kunnen vijf keer zo hard optrekken.
Nee helaas. Een quadkopter trekt een accu in 10 minuten leeg en heeft dus een accu nodig met een zeer hoge vermogensdichtheid. (= zeer lage interne weestand).
Solid state-accu's hebben als voordeel dat een hoge energiedichtheid mogelijk is, maar dat de vermogensdichtheid laag is.
Maar de vermogensdichtheid is door Toyota hier juist vervijfvoudigd, dus met een accu met dezelfde energiedichtheid zou een quadcopter het toch wel langer uit moeten houden lijkt mij.
kan iemand verduidelijken wat deze zin precies inhoudt:
Solid state-accu's hebben als voordeel dat een hoge energiedichtheid mogelijk is, maar dat de vermogensdichtheid laag is.

verder klinkt het goed, we hadden dus al accu's met soortgelijke capaciteit maar alleen met vloeibare electroliet (wat mogelijk gevarlijker is ofzo)
ik vermoed een hoge spanning, maar een laag vermogen
Het betekent dat er veel energie in de accu's past (in watt-uur), maar dat hij maar weinig vermogen kan leveren (in watt). Dit lage vermogen houdt een lithiumaccu een stuk langer vol dan andersoortige accu's.
Het betekent dat deze batterijen veel energie per kg bevatten (hoge energiedichtheid), maar niet veel energie op een korte tijd kunnen vrijgeven (lage vermogensdichtheid).
Betekent dat er veel energie in kan, maar dat de normale variant deze energie niet heel snel kan afstaan: de accu kan niet heel veel vermogen leveren, maar er zit wel een heleboel energie in.

In de nieuwe variant is dit blijkbaar een stuk minder: hier kan de energie (aldus het artikel) een stuk sneller uit gehaald worden.

Waarschijnlijk betekent dit ook dat deze cellen sneller opgeladen kunnen worden, wat ook weer veel voordeel oplevert in elektrische auto's.
De 'energiedichtheid' is hoeveel energie (bijv. watt-uur) er per batterij-inhoud (bijv. liter) opgeslagen kan worden. Een batterij met een hoge energiedichtheid, kan met hetzelfde formaat hetzelfde apparaat langer van energie voorzien.

De 'vermogensdichtheid' geeft hoeveel stroom het apparaat dat er op aangesloten is per tijdseenheid uit de batterij kunnen trekken. (zonder dat de batterij oververhit, of het maximum waarop de interne weerstand het niet toestaat meer stroom te trekken.)
Een batterij met een hoge vermogensdichtheid, kan met hetzelfde formaat een zwaarder (energie-hongeriger) apparaat van stroom voorzien. Bijv. een auto ipv een stofzuiger.
Een accu met hogere energiedichtheid will zeggen dat de accu bij hetzelfde gewicht meer energie bevat en dus langer mee gaat.
Een accu met een lage vermogensdichtheid wil zeggen dat de accu zijn energie minder snel af kan geven dan een accu met hogere vermogensdichtheid (waarbij ze hetzelfde gewicht hebben, anders is het niet eerlijk vergelijken)

Een accu met lage vermogensdichtheid en hoge energiedichtheid kan bij wijze van spreken welliswaar genoeg energie bevatten om de wereld rond te rijden, door de lage vermogensdichtheid komt de energie maar heel langzaam uit de accu en kun je maar heel langzaam rijden.
Vergelijk: Het is als een heel groot vat water met een heel klein kraantje eraan.
na 6 reacties is dit de eerste reactie die voor een leek tenminste duidelijk kan zijn..

de accu kan heel lang een laag vermogen afgeven...
maar de accu kan geen hoog vermogen geven..
als ik het goed lees gaat dit je geen kilometer verder brengen. Het levert meer vermogen op, dus je kunt hoogstens wat sneller optrekken of harder rijden.De energiedichtheid is niet veranderd.
Als het meer vermogen oplevert, dan wordt dit uitgedrukt in W/h.
Als je bvb een batterij van 1W/h in je auto steekt, dan kan hij misschien 10ms supersnel optrekken.
Terwijl je evengoed met een batterij van 1GW/h supertraag kan optrekken.

Mijn punt is dus: meer vermogen is niet altijd sneller, maar wel de duur van het verbruik.
<eenhedenpolitie>
Als het meer vermogen oplevert, dan wordt dit uitgedrukt in W/h Wh.
Als je bvb een batterij van 1W/hWh in je auto steekt, dan kan hij misschien 10ms supersnel optrekken.
Terwijl je evengoed met een batterij van 1GW/hGWh supertraag kan optrekken.

Mijn punt is dus: meer vermogen is niet altijd sneller, maar wel de duur van het verbruik.
</eenhedenpolitie>
nog meer eenhedenpolitie omdat jullie het allebei niet helemaal goed hebben:

Vermogen wordt uitgedrukt in Watt. oftewel joules per seconde.
Energie wordt uitgedrukt in Wh of joules. 1Wh = 3600 joules.
Nee het is juist andersom.
Er gaat veel energie in de accu, maar deze kan weinig vermogen leveren. Dit komt doordat een droge (solid state) accu een hogere interne weerstand heeft dan een accu met vloeibaar electroliet.
Je actieradius is dus veel groter, maar je kan minder hard rijden.
je vergeet dat solid state accus sowieso al een hogere energiedichtheid hebben dan de vloeibare accu's die nu worden gebruikt. solid state accu's werden wellicht eerst niet gebruikt omdat ze niet genoeg vermogen leverden, maar dat nadeel is nu dus verminderd.
Gezien de comments hierboven, ga ik het water voorbeeld aanhalen:

Normale batterij: 10 liter water, onderin een gat van 10 cm doorsnede waar het water uit kan.
Deze batterij: 50 liter water, gat van 2cm doorsnede.

Kanttekening: Beide accu's hierboven zijn even groot, en wegen ongeveer even veel.

[Reactie gewijzigd door Infant op 26 september 2012 19:30]

MAW: de oude accu levert veel stroom gedurende een korte tijd en de nieuwe levert minder stroom gedurende een langere tijd. Een performance vs een endurance accu dus.
Dit is zeker waar, maar omdat deze accu's een stuk kleiner zijn kan je makkelijk een groot aantal parallel schakelen, dan neemt de stroomsterkte weer toe :) . Deze accu's zijn dus wel zeker een interessante ontwikkeling.
"Toyota heeft hiervoor germanium toegevoegd"

Heeft het wel nut onderzoek te doen naar een product voor de massa waarbij zeldzame materialen als innovatie gebruikt worden? Schaarste van zeldzame grondstoffen wordt hier alleen maar groter door.
http://nl.wikipedia.org/wiki/Germanium
" De abundantie van het element op Aarde is vrij laag: de hoeveelheid in de aardkorst bedraagt 1,4 tot 1,5 ppm.[1] In de oceaan komt het voor in concentraties van 50 nanogram per liter.[2] Dat is de reden waarom germanium pas op het einde van de 19e eeuw werd ontdekt."
Wereldwijd wordt er jaarlijks zo'n 100 ton verhandeld, peanuts dus. En ook een zeer duur materiaal. Een Belgische firma is wereldleider in toepassingen met dit materiaal.
100 ton is vrij weinig als je bekijkt dat er in nederland jaarlijks gezien 250 ton uranium nodig is om volledig nederland van stroom te voorzien. Als we het hebben over steenkool of diesel is het nog veel erger. Een kubus van 1km^3 is dan het minimum voor de basisbehoefte aan elktriciteit. Niet bepaalt zuiniger dus die elektrische autos want er gaat een hoop energie verloren in de omzetting.
Timaerts zegt toch niet voor niets "peanuts", ofwel verwaarloosbaar?
Als je elektrisch rijdt, ben je een asociaal... Dussss... Dat is echt één van de domste conclusies die hier ik ooit heb gelezen van iemand die nog wel redelijk grammaticaal correct Nederlands kan schrijven.

Als je dan al bang bent voor hogere accijnzen op stroom, waarschijnlijk omdat de overheid volgens jou anders niets meer verdiend aan brandstofaccijns, dan zet je toch zonnepanelen op je dak en laad je daar je auto mee op? Kun je er meteen de rest van je huis ook op laten draaien. Of ga je ons nu wijs maken dat de overheid zonnetax gaat invoeren?

Als wij met z'n allen op zonne-energie gaan rijden en zodoende veel geld (100 euro per maand in mijn geval) aan brandstof besparen, houden we meer besteedbaar inkomen over, wat we weer uit kunnen geven aan andere goederen en diensten, waarover dan BTW word geheven (21% ;-) en daar verdient de overheid dan wel weer aan.
Natuurlijk een dom verwoorde reactie (en de redenering dat rijders van elektrische auto's het voor anderen duurder maken is complete kletskoek), maar toch zit er in de verte wat in. Het ministerie van economische zaken maakt zich inderdaad al zorgen over de verminderde inkomsten op brandstofaccijns omdat wij met z'n allen te veel energie besparen:
http://www.nrc.nl/nieuws/...st-staat-miljarden-euros/

Nu zijn de energiekosten van het rijden op electrische auto's nog de helft minder, maar je kan er de donder op zeggen dat ze wel wat zullen bedenken om dat verschil kleiner te maken en het voordeel van de gebruiker af te romen.
Wist je al dat je al meer dan 50% belasting betaalt op elektriciteit?
Overigens de milieu-emissie bij opwekking van "grijze" elektriceit (met olie, gas en kolen) is meer dan het dubbele van de milieu-emissie van bezine- en dieselauto's.
Hoezo is elektrisch rijden dan asociaal?
Hoezo is elektrisch rijden dan asociaal?
Advocaat van de duivel: omdat electrisch rijden het milieu meer belast :)

Er zijn ondanks dat toch goede redenen om electrisch rijden te stimuleren:
- Met de huidige manier van energie opwekken is de totale milieubelasting weliswaar meer, maar op de plaatsen waar de mileubelasting in ons land nu te hoog is --de binnensteden in de dichtbevolkte randstad-- levert het lokaal toch een groot milieuvoordeel op. De luchtvervuiling in onze steden komt vooral van het autoverkeer.
- Met electrisch rijden heb je de optie om schone energie te gebruiken, en het zelfde geldt voor gebruik van energie die geen broeikasgassen oplevert (niet altijd hetzelfde). Bij rijden op benzine of diesel heb je alleen de optie om over te stappen op biobrandstoffen, maar dat heeft weer een sterk nadelig effect op de voedselvoorziening.
- Last but not least: de olie is nu meer dan half op en veel moeilijker winbaar dan voorheen. Op termijn kunnen de prijzen alleen onbeperkt stijgen en moeten we wat anders.

Er wordt wel eens gewezen op de milieuschade van de batterijen. De verhalen zijn maar ten dele waar (met name het "prius vs hummer" verhaal is een verdraaide weergave van de werkelijkheid http://helenathegreat.hubpages.com/hub/Prius), maar toch is de mogelijke overstap van nikkel op lithium ook wat dit betreft goed nieuws:
http://www.treehugger.com...teries-friend-or-foe.html
Het grootste probleem van lithium is dat het voornamelijk gewonnen wordt op een buitengewoon onherbergzame hoogvlakte in het grensgebied tussen Chili en Bolivia, maar er is daar weinig milieu om te beschadigen ...
http://travelsquire.com/3060/san-pedro-de-atacama-chile/
misschien leuk als een 2e accu, normale accu link je aan een zonnecel die op het dak bv zit zodat deze konstant wordt opgeladen. En je reist op de snellaad accu, kom je een keer stil te staan dan heb je een reserve waarmee je naar een station kan rijden.

De 2 accu soorten combineren kan volgens mij wel een leuk auto opleveren.
dit dacht ik ook al, waarom niet de best of both worlds..

gebruik deze batterij bij een constante snelheid,
en gebruik de normale batterij bij het versnellen.
alsook de interne elektronica van de auto kan deels met deze batterij gevoed worden..

maw op de autosnelweg waar je minder vermogen nodig hebt (denk ik) heb je een veel grotere radius..

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Populair:Apple iPhone 6Samsung Galaxy Note 4Apple iPad Air 2FIFA 15Motorola Nexus 6Call of Duty: Advanced WarfareApple WatchWorld of Warcraft: Warlords of Draenor, PC (Windows)Microsoft Xbox One 500GBTablets

© 1998 - 2014 Tweakers.net B.V. Tweakers is onderdeel van De Persgroep en partner van Computable, Autotrack en Carsom.nl Hosting door True

Beste nieuwssite en prijsvergelijker van het jaar 2013