Wetenschappers vinden manier om capaciteit van lithium-accu's op te hogen

Wetenschappers denken dat zij de capaciteit van conventionele lithium-accu's aanzienlijk kunnen vergroten door gebruik te maken van silicium. Het bouwen van anodes met dit materiaal maakt namelijk een hogere accucapaciteit mogelijk.

Het onderzoek is uitgevoerd door het Georgia Institute of Technology en er is over gerapporteerd in het gezaghebbende wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications. In hun onderzoek beschrijven de wetenschappers een manier om accu's te bouwen met een anode die is opgebouwd uit silicium in plaats van grafiet. Een dergelijke anode kan aanzienlijk meer lithium-ionen, in theorie zo'n tien keer meer, opnemen en dat geeft de accu aanzienlijk meer capaciteit.

Een accu op basis van silicium-elektroden is niet nieuw, maar er zijn nog geen modellen gebouwd. Dat heeft te maken met de kwetsbaarheid van het silicium als het wordt ingezet in lithium-accu's. Lange tijd wisten onderzoekers namelijk niet hoe zij het breekbaar worden van het silicium konden voorkomen. Een reeks nanomechanische studies, zowel in het lab als simulaties met de computer, van de onderzoekers aan Georgia Tech liet zien dat er wel degelijk omstandigheden zijn waarin silicium-anodes in lithium-accu's goed kunnen werken.

Opvallend genoeg worden silicium-anodes aanzienlijk steviger in bepaalde hogere concentraties lithium-ionen. Volgens de onderzoekers komt dat omdat bij hogere concentraties de gevormde lithium-lithium- en lithium-silicium-verbindingen gaan overheersen. Deze zijn aanzienlijk stabieler dan bindingen tussen silicium-atomen die de overhand hebben bij lagere concentraties lithium.

Het onderzoek toont dus aan welke omstandigheden noodzakelijk zijn om silicium in te zetten voor lithium-accu's. Volgens de wetenschappers is het mogelijk om accu's te bouwen als er bij de ontlading rekening wordt gehouden met het feit dat de concentratie lithium rond de anode hoog genoeg moet blijven. De wetenschappers hopen dat hun onderzoek aanzet tot nieuwe interesse voor silicium als bouwmateriaal voor accu's.

Eerder kwam Samsung al met een accuconcept waarbij gebruik werd gemaakt van een anode die gedeeltelijk van silicium is voorzien. Daar moesten echter wel lagen grafeen overheen worden gelegd. Volgens Georgia Tech gaat dat juist weer ten koste van de accucapaciteit waardoor een anode die volledig uit silicium bestaat, de voorkeur geniet.

Twee onderzoekers van Georgia Tech aan de slag met accutechnologie.

Reacties (78)

[Jeroenneman]

En wanneer (if ever) zien we dit praktisch terug?

Leuk dat het in een lab en in een computer model werkt, maar de praktijk is soms wel anders. We zullen het zien ergens in 2025...

[Qaatloz]

Om fundamenteel onderzoek even in perspectief te zetten:

In 1970 en 1980 zijn de eerste publicaties over litium-ion als energiedrager in batterijen al uitgekomen. Het pas sinds +-2005 dat op commerciele schaal de litiumcel interesanter werd dan de daarvoor gebruikte NiCd batterij waarvan de eerste al gemaakt was in 1899. De stappen tussen iets uitvinden in fundamenteel onderzoek en het daarna comercieel relevant kunnen toepassen zijn minstens net zo ingewikkeld als het uitvinden zelf.

Het een aantal keer aantonen in een lab opstelling is namelijk wat anders dan een batterij bouwen die min 100-1000 herlaadbaar is; daarbij niet kapot gaat / catastrofaal in de fik vliegt of sterk degradeerd. Soms worden in een lab zuurstofvrije of andere speciale condities gebruikt die je ook mee moet ontwerpen als je een commercieel product wilt creeëren. Je moet een fatsoenlijk bulk productieproces ontwerpen. Als je dat allemaal dan gelukt is moet de totale kostprijs voor jouw nieuwe techniek max. 10 tot 50 euro hoger liggen (zoals hieronder door sommige mensen genoemd) dan de huidige techniek. Dit is vaak genoeg het (laatste) struikelpunt waar sommige technieken op falen, puur omdat ze te duur zijn/blijven.

[Iblies]

Wat is duur.

Probleem op dit moment is dat we een werkend concept hebben en dat er massief moeten worden geïnvesteerd om het op grote schaal toe te passen.
Die schaalvergroting kost bakken met geld, en dat kun je alleen verantwoorden als er een lange termijn aan vastzit.

Nu is het de vraag welke techniek de volgende stap wordt. Er wordt gesproken over lucht-lithium, en dat bestaat dus al,
https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium–air_battery

de vraag is wanneer deze doorbreekt, of dat er ondertussen een andere methode wordt ontdekt die sneller te ontwikkelen is en dicht in de buurt komt.

De norm is gezet waarbij het ongeveer dezelfde energiepotentiaal heeft als benzine met een groot verschil, het is vele malen efficiënter dan benzine omdat je minder verliezen hebt in een electrisch proces.


Technieken die dicht bij het huidig proces liggen en verbetering opbrengen zullen eventueel worden meegenomen bij de bouw van nieuwe fabrieken, verbeteringen met een totaal ander concept maar verbetering van 10/20% opleveren ten op zichte van de huidige batterijen, zullen niet doorbreken en blijven hooguit een vermelding.

[Reactie gewijzigd door Iblies op 23 juli 2024 06:22]

[Verwijderd]

Probleem op dit moment is dat we een werkend concept hebben

Zelfs dat niet eens.
Je kunt wat ze nu hebben niet uitrollen.
Het is dus nog lang geen concept.
Het is niet meer dan een onderzoeksresultaat dat stelt dat in bepaalde labaratorium omstandigheden met hoge concentraties volledig silicium anodes bruikbaar kunnen zijn voor lithium accu's met hogere opslag.
Het is nu zelfs nog onduidelijk of daar in de praktijk wel een werkende accu van te maken is van volledig silicium anodes qua betaalbare techniek, voldoende oplaadcycli en levensduur.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 06:22]

[Jan Ham]

Sony had in 1998 standaard bij al zijn portable MD recorders LiIon accu's waarbij ze aangaven dat die zo'n 800 keer opgeladen kunnen worden. Kan me niet herinneren of Sharp ook al volledig over was op LiIon.
Zal van het weekeind eens kijken of ze het hier nog doen.

[mae-t.net]

Verschil is dat Sony de accu's al vanaf het 1991 zelf maakte door samenwerking met toeleverancier Asahi Kasei die er toen al bijna 10 jaar onderzoek naar had gedaan en daardoor een voorsprong had.

Het zou me niet verbazen als Sony speciaal als early adopter in die techniek gestapt is om aan de eisen van apparatuur die al op de tekentafel lag maar nog geen passende accu had, te voldoen. Zo ging dat daar wel vaker: in plaats van een apparaat te ontwerpen rondom bestaande componenten werd het apparaat ontwikkeld zoals de ontwikkelaars vonden dat het moest en dan werden de passende onderdelen erbij gezocht of desnoods op maat ontwikkeld. "zie maar hoe je het doet" klonk het dan, en de ingenieurs zetten een tandje bij. Opzich een verfrissende manier van werken, maar voor bijvoorbeeld de verkrijgbaarheid van reserve-onderdelen niet ideaal (voorbeelden: VFET-versterkers, speciale thyristors in televisies), en soms komen er rare compromissen uit omdat het toch niet helemaal lukt zoals gepland en men de boot dreigt te missen (voorbeeld: Trinitron).

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 23 juli 2024 06:22]

[engibenchi]

En, in mijn ogen, een minstens zo belangrijke oorzaak. Het moet economisch aantrekkelijk zijn om het productie rijp te maken.
Wat dat betreft komt het VW "schandaal" mogelijk goed uit. Het zal een impuls kunnen betekenen voor dergelijke ontwikkelingen. Want dit is natuurlijk niet alleen interessant voor je laptop of telefoon. Ook tijdelijke opslag en elektrisch transport profiteren van ontwikkelingen op dit vlak.

[Reactie gewijzigd door engibenchi op 23 juli 2024 06:22]

[mae-t.net]

Jouw betoog waar nauwelijks een touw aan vast te knopen valt, lijkt weerlegd te worden door de vaststelling dat de wetenschap destijds achter het ijzeren gordijn prima functioneerde. Sterker nog, er was geen marktwerking dus resultaten van wetenschap werden zelfs in productie genomen als het wenselijk maar niet economisch haalbaar was (Oost-Duitsland en Engeland waren de enige landen met een all-transistor kleurentelevisie ten tijde van de introductie, om maar een voorbeeld te noemen - Engeland natuurlijk niet communistisch maar wel een geval apart). Dat vereist natuurlijk wel enige competentie bij het vaststellen van een vijfjarenplan, en daar liep het dan wel weer op stuk, net zoals het in het kapitalisme ook stuk kan lopen op domme managers.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 23 juli 2024 06:22]

[Gallant]

Mijn preply was wellicht geen schoolvoorbeeld maar was ten minste niet zo vaag als de comment waar ik even vlug tijdens het hondje lopen op reageerde.

Management, dat is het toverwoord. Maar management is zo goed als dat de informatie is die zij als basis voor haar beleid gebruikt. Informatievoorziening was ten tijde van de koude oorlog een groot goed. De Russen en Amerikanen draaien hun hand er tegenwoordig ook niet voor om.

Met andere woorden als je weet wat belangrijk is/gaat worden dan ga je daar je resources op inzetten.

[Gallant]

Lees je wat jezelf schrijft? Er is werkelijk geen touw aan vast te knopen.

De wetenschap rommelt aan en het is aan het kapitalisme te danken dat we er nog iets aan hebben? Het is eerder andersom. Als het aan het kapitalisme ligt wordt er alleen onderzoek gedaan in dingen die zich binnen afzienbare tijd terug betalen. Invester return. Het juist ontzettend belangrijk om onderzoek te doen in gebieden die niet binnen afzienbare tijd iets opleveren. De techniek van het combineren van elementen heeft geleid tot de tafel van elementen. Nieuwe elementen werden steeds opnieuw ontwikkeld. In de wetenschap kon niemand toen nog bedenken dat deze nieuwe theoretische elementen van cruciaal belang zijn voor het ontwikkelen van nieuwe materialen. Maar toen we tegen problemen aanliepen bleken deze elementen de sleutel tot de oplossing.

Met andere woorden fundamenteel onderzoek is van levensbelang maar verwacht niet dat het kapitalisme de drijfveer hiervoor gaat zijn. Ook niet de politiek aangezien deze ook direct resultaten wil binnen zijn/haar termijn. Fundamenteel onderzoek moet dus een fundamenteel onderdeel van onze beschaving zijn. Gedreven door nieuwsgierigheid in de wetenschap dat we de kennis mischien wel nooit commercieel kunnen uitbuiten.

[Verwijderd]

Als er alleen mensen waren op Aarde die accepteerden dat hoe veel junk je ook verzameld tijdens je leven, hoe veel afval je ook produceert als iets stuk gaat of je er flauw van bent, die dingen je niet wezenlijk gelukkig maken en als je ook beseft dat je hoe dan ook dood gaat, dan zou er geen kapitalisme zijn. Kapitalisme bestaat bij de gratie van de poging om tijdens je leven jezelf af te leiden van het besef van je naderende dood. M.a.w. je wilt wat lol voor het zo ver is.

Bedrijven maken dingen die je daarbij helpen, waarvan 90% nutteloos is. Er zijn zeer weinig producten die echt nuttig zijn. Antibacteriële zeep is behoorlijk nuttig. Barbie poppen not so much.

Wetenschap komt voort uit onze aangeboren nieuwsgierigheid maar ook doordat we graag dingen uitvinden waar we dan weer producten van kunnen maken.

En in de draaimolen werken we allemaal en verdienen we de kost! Wetenschap is de universiteit, die patenten scoren wil, dus valorisatie, of hij/zij werkt in een commercieel dienstverband. En daar gaat het ook om valorisatie.

Wetenschap verschuilt zich achter 'we doen het voor je bestwil' maar eigenlijk resulteert het alleen in junk die we kopen kunnen. Daarom worden mensen helemaal enthousiast als er een artikel is hier over iets nieuws.

Al die elementen van jou zijn niets anders dan stapelingen van kennis die we gebruiken voor meestal nutteloze junk. Wetenschap is gewoon een zaak van geld. Dat jij een vette graka hebt maakt je niet gelukkiger dan iemand in de middeleeuwen met een houten pop of een stokpaard.

Het enige wat we bereikt hebben is steeds beter snappen wat we nog niet snappen en het stokpaard complexificeren. We produceren speelgoed en maken NMK kapot, we zetten materie om in goederen alsof we enzymen zijn met die specifieke functie, maken ons leven nodeloos ingewikkeld en willen nog steeds niet inzien dat we sterfelijk zijn.

Wat doen we nu eigenlijk hier op Aarde? Is leven bedoeld om afval te produceren? Want geloof me, de rotzooi in jouw is voor 90% afvalberg spul, de rest wil je kids misschien nog net hebben.

Laten we vooral nog meer lithium-accu's verbeteren. En wie dit allemaal niet snapt, wel, niet iedereen heeft het niveau om het te snappen. Maar dat geeft niet, daar kun je óók overheen komen door jezelf te verwennen met een wat verse junk!

[PostHEX]

Goed nieuws: we zien het nu al terug. Tesla schijnt het al in de anode te zijn gaan gebruiken wat de upgrade naar een hogere capaciteit (90 kWh) mogelijk maakt (zonder de prijs relatief gezien te moeten verhogen).

In addition to the awesome engineering achievements that push the power limits to new heights, CEO Elon Musk revealed a bit more about the increase in energy density of the cells in the new 90 kWh pack. During a conference call, Musk told reporters that “it is, actually, as a result of improved cell chemistry. We’re shifting the cell chemistry for the upgraded pack to partially use silicon in the anode. This is just sort of a baby step in the direction of using silicon in the anode. We’re still primarily using synthetic graphite, but over time we’ll be using increasing amounts of silicon in the anode.”

https://chargedevs.com/fe...ilicon-anode-development/

Het hele artikel van ChargedEVs is overigens de moeite waard om te lezen.

De race onder cel fabrikanten voor steeds meer silicium in de anode te gebruiken is in principe al begonnen. Ik snap dan ook niet precies waarom deze 'doorbraak' als nieuws wordt gezien, terwijl zoals ik al zei, o.a. Tesla de uitvinding al toepast.

Edit: en dat Tesla er gebruik van maakt, betekent dus dat in ieder geval Panasonic dergelijke cellen met anodes dus produceert.

[Reactie gewijzigd door PostHEX op 23 juli 2024 06:22]

[EliteGhost]

Je spreekt jezelf tegen.
Eerst zeg je dat we het nu al terug zien, maar vervolgens zeg je dat Tesla het GAAT gebruiken. Ze gebruiken het dus nog niet.

"Ik snap dan ook niet precies waarom deze 'doorbraak' als nieuws wordt gezien, terwijl zoals ik al zei, o.a. Tesla de uitvinding al toepast."
Dit is dan ook een foute veronderstelling, aangezien in het bericht staat:
''We’re shifting the cell chemistry for the upgraded pack to partially use silicon in the anode. This is just sort of a baby step in the direction of using silicon in the anode. We’re still primarily using synthetic graphite, but over time we’ll be using increasing amounts of silicon in the anode.”''

Ofwel: ze gebruiken nog altijd (voornamelijk) grafeen, maar gaan langzaam naar siliconen.

[ewf]

Je zult silicium bedoelen want met siliconen werkt het helemaal niet....

[Verwijderd]

Hij bedoelt het Engelse woord silicon, oftewel silicium.

[defixje]

Er staat toch echt "siliconen", silicon in meervoud is silicones...

[ewf]

Dan moet hij het Engelse woord gebruiken....
Zal die verdraaide spellchecker wel weer zijn.

Toen ik net het woord siliconen typte op mijn tablet was het eerste wat hij dacht dat ik wilde zeggen "siliconenborsten" was.........

Goed weekend😊😊😊

[EliteGhost]

Nee ik bedoelde het zoals ewf het zegt. Dit is geen Engelse pagina dus laat ik die taal achterwegen.

[EliteGhost]

Euh, ja dat bedoelde ik inderdaad. Foutje, kan gebeuren

[TheekAzzaBreek]

De doorbraak is dat er nu omstandigheden bekend zijn waarin puur silicium anodes kunnen functioneren. Dat is een grote stap vergeleken met de kleine stapjes van Tesla en anderen.

[sygys]

Ja... zo hebben ze 10 jaar geleden ook al li-ion accu's uitgevonden met nanotubes die in 2 minuten opgeladen kunnen worden en meer dan het dubbele aan capaciteit hebben. Nu 10 jaar later is het nog niet op de markt... deze technieken komen nooit op de markt als je het mij vraagt.

[witeken]

Dit soort opmerken zie ik onder elk nieuwsbericht, maar eigenlijk zijn deze klachten geheel off-topic (zoals ik zal uitleggen houdt wetenschap zich niet bezig met commercialisatie van producten) en het bagatelliseert dit harde werk nogal, wat je eventueel als respectloos kunt zien. Laat ik mezelf nader verklaren.

Toevallig gelet op het eerste woord uit de titel? Wat in dit artikel en de meeste andere artikels over de opslag van energie behandeld wordt, is wetenschap. Wetenschap heeft helemaal niet als doel (of dat zou in ieder geval niet mogen) om commerciële apparaten te ontwikkelen. Wetenschap bestaat om (fundamentele) kennis te vergaren. Dat kan gebeuren door o.a. nieuwsgierigheid over onbeantwoorde vragen of fenomenen (bv. onderzoek naar radioactiviteit in het begin van de twintigste eeuw), of gericht op het oplossen van bestaande problemen (bv. het zoeken naar de Higgs boson).

In de wetenschap (vooral de fysica) heb je twee takken: theoretische en experimentele wetenschap. De Higgs boson was een halve eeuw geleden theoretisch voorspeld om een gat in de theorie van het standaardmodel te dichten (hoe het komt dat sommige deeltjes massa hebben), en is in 2012 experimenteel bevestigd door de LHC. In de kosmologie bestaat al zo'n halve eeuw het idee van inflatie, en vorig jaar kwam een onderzoeksgroep met experimenteel bewijs daarvoor, al is dat sindsdien genuanceerd en is er verder onderzoek nodig om dat te bevestigen. Einstein heeft zijn beide relativiteitstheorieën theoretisch uitgewerkt, en het duurde jaren vooraleer er experimenteel bewijs was.

Wetenschap is nog maar het begin van het hele proces om kennis te gebruiken (technologie). Wetenschap richt zich in de eerste plaats op het verkrijgen ervan en moet noodzakelijk door de regering gesponsord worden omdat het zich richt op dingen waar de meeste research (de R uit R&D) van bedrijven niet op gericht is aangezien wetenschap echt gaat over basisonderzoek, met producten die (als ze er überhaupt al zijn!) misschien 20 jaar in de toekomst kunnen liggen. Je hebt eerst een zekere minimumkennis nodig die kan aantonen of iets commercieel interessant is om te ontwikkelen, aangezien dat natuurlijk is waar bedrijven op uit zijn. Er zijn wel bedrijven die ook aan basisonderzoek doen, bijvoorbeeld in combinatie met universiteiten, maar bedrijven kunnen niet alles doen. Universiteiten onderzoeken gezamenlijk een veel bredere hoop aan mogelijkheden, en bedrijven kiezen daar de beste, meeste belovende (= insert criteria waar een bedrijf een product mee wilt) uit om nader te bekijken (in het geval van computers/smartphones gaat het uiteraard om bedrijven die onderdelen ontwikkelen; OEM's doen veel minder onderzoek vziw).

Uit dit artikel leidt ik af dat het hier eveneens om erg vroeg onderzoek, gezien men met simulaties werkt en er nog niet eens een echte accu ontwikkeld is. Uit het artikel:

Een reeks nanomechanische studies, zowel in het lab als simulaties met de computer, van de onderzoekers aan Georgia Tech liet zien dat er wel degelijk omstandigheden zijn waarin silicium-anodes in lithium-accu's goed kunnen werken.

Of om een ander artikel uit de actualiteit van de dag te nemen: Is Black Phosphorus the New Graphene? Grafeen is een 2D-materiaal dat bekendstaat om haar interessante eigenschappen, maar niet het enige 2D-materiaal. Dit black phosphorus heeft ook een interessante eigenschap (een natuurlijke bandgap), maar is pas sinds vorig jaar in de aandacht gekomen en men is er recentelijk in geslaagd één transistor mee te maken.

Dit leidt me mooi naar het volgende obstakel: commercialisatie (of ontwikkeling). Het feit dat je één transistor kan maken, of kan aantonen dat je met nieuwe materialen een goede accu kan maken, betekent voor bedrijven erg weinig. Het product moet ten eerste even goed zijn op alle vlakken; op vlak van snelheid, betrouwbaarheid, opslagcapaciteit, prijs, duurzaamheid. Veruit het moeilijkste aan technologie is dat je ze in grote aantallen moet kunnen produceren... met ongeveer dezelfde kosten als de huidige technologie. De reden dat bv. Intel 14nm met een half jaar en 10nm weer met een half jaar heeft uitgesteld is niet omdat Intel de transistors niet kan maken, maar omdat Intel de yields niet snel genoeg krijgt naar het niveau van de technologie die het moet vervangen. In het artikel over black phosphorus wordt ook gemeld dat het moeilijk te produceren is -- een terugkerend probleem in wetenschap. Het kunnen produceren op grote schaal tegen lage kosten is enorm moeilijk.

Dus om samen te vatten. Het bericht gaat over wetenschap. Wetenschap is absoluut noodzakelijk om te kijken welke technologieën interessant zijn en welke niet. Dan pas kunnen bedrijven ernaar kijken en als dat succesvol is het op de roadmap zetten om een product te ontwikkelen (de D uit R&D) en op de markt te brengen. Er zijn echter veel mogelijkheden als je bijvoorbeeld een accu wilt bouwen, of een transistor, en gezien de kosten van de R&D en de fabs, kunnen bedrijven maar een beperkt aantal dingen effectief ontwikkelen, waardoor je veel meer berichten over wetenschappelijke ontdekkingen leest dan er technologieën in de markt verschijnen.

Bij accu's is het nog moeilijker omdat je daar natuurlijk niet de luxe hebt dat je hetzelfde materiaal relatief eenvoudig kan blijven verkleinen. Bij halfgeleiders zijn de materialen afgelopen decennia relatief constant gebleven, terwijl je voor een serieus betere accu (lager gewicht of volume per Whr), waarschijnlijk de hele accu best fundamenteel moet veranderen.

Als je over echte producten wilt lezen, moet je geen artikels openen met het woord wetenschap erin. Als je wetenschap leest, ga je over de cutting edge van kennis lezen (bv. ASML, Imec, universiteiten). Als je producten wilt zien, of in ieder geval producten die binnen de ~5 jaar op de markt zullen verschijnen, moet je artikels met bedrijfsnamen als Apple, Samsung, Intel, Nvidia, TSMC, etc. bekijken. Of in het geval van accu's bijvoorbeeld Tesla.

[Reactie gewijzigd door witeken op 23 juli 2024 06:22]

[Jeroenneman]

Tsjah, natuurlijk is wetenschap belangrijk om voortgang te boeken. Maar meestal blijven de echte fundamentele onderzoeken in de vakbladen of wordt er voorgeborduurd op dit werk in ander onderzoek.

Het was ook absoluut niet respectloos bedoeld tegenover de teams die hier jaren en jaren aan kunnen werken, maar je moet het met me eens zijn, dat we dit soort posts al meerdere malen zien langskomen: grafeen, lithium, quantum computing etc etc.

Maar als leek in het veld kun je weinig met deze informatie. Daar gaat het me meer om. Wat moet ik hiermee op Tweakers? Gaan we vanaf nu dan ook wetenschappelijke artikelen over nieuwe monoklonale antilichamen lezen? Of over personalized medicine? Waarschijnlijk komt het kennisniveau daarover bijna overeen met de begrijpelijkheid van dit nieuwsartikel.

Imho: Leuk dat ze het bereikt hebben, maar hou het maar in Nature e.d. Hier lees ik liever een fatsoenlijke review over Alpine Ridge of een hertest van de Z170 moederborden.

[mae-t.net]

Mooi betoog, een kleingheidje: er is wel zoiets als toegepaste wetenschap en die gaat over tastbare producten. Ik denk dat veel mensen die het niet snappen, daardoor in de war gebracht zijn.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 23 juli 2024 06:22]

[jeroentje710]

Net als tig andere nieuwe concepten voor accu's.
De berichten blijven binnenkomen maar de weg naar de consument lijkt tot dusver nog niet gevonden te worden

[Maulwurfje]

Litium batterij in je telefoon zegt maar weinig over de gebruikte technieken in die batterij. Weet jij of beschreven technieken uit de nieuwsberichten uit 2012 nu in je batterij zit? Ik niet.
Batterij capaciteiten worden elk jaar grote. Iets in de orde van 10%. En snelladen is ook in opkomst en wordt steeds verbeterd.

[UltimusXI]

Precies. Vergelijk de capaciteit maar eens wat er vroeger in de gemiddelde mobiele telefoon zat en nu. De vraag is natuurlijk of dat komt door de grotere batterij (grotere schermen, maar tegelijk ook dunnere telefoons, dus dat betwijfel ik) of dat er toch aardig wat optimalisaties zijn doorgevoerd.

Ik heb het gevoel dat ze toch steeds meer capaciteit in hetzelfde formaat weten te proppen. Het probleem is dat we ook steeds meer van onze mobieltjes verlangen en dat we ze steeds vaker gebruiken. De grotere schermen zelf slurpen ook veel natuurlijk.

[Reactie gewijzigd door UltimusXI op 23 juli 2024 06:22]

[Bas_f]

De capaciteit van de Li-ion accu's zal wel beter worden door de jaren heen, maar het is geen nieuwe techniek, zoals waar dit artikel over gaat. De accu's worden langzaam beter, maar de rest van de telefoon gaat ook mee. Natuurlijk hebben we nu grote stroomverbruikers zoals het scherm en de processor(s), maar ondertussen zijn andere technieken, zoals de (gsm-/wifi-)antenne(s), bluetooth e.d. juist weer zuiniger geworden. Daarom ben ik heel erg benieuwd wat er zou gebeuren als je een accu van een moderne telefoon in een oude nokia zou stoppen. Gaat die even lang mee, of heeft de accu zo'n sprong voorwaarts gemaakt dat je weken met 1 acculading kunt doen?

[UltimusXI]

Hoe weet je dat het geen nieuwe techniek is dan? Hoe halen ze anders meer capaciteit uit hetzelfde volume? Magisch?

Hier hebben ze het toch ook gewoon over lithium accu's? En lithium accu's worden nu ook al gebruikt. Dus in de specificaties denk ik niet eens dat je deze techniek terug zult zien. Je zult het alleen zien aan de capaciteit en wie weet heb je geluk dat een fabrikant refereert naar dit soort specifieke technieken, waardoor ze de hogere capaciteit hebben bereikt, maar verder zullen wij er niet veel over horen, denk ik.

Ik deel overigens wel het gevoel dat we al heel vaak dit soort veelbelovende berichten hebben gehoord en dat (als het al in de praktijk is toegepast) het niet zoveel effect heeft gehad als dat het in theorie (of in een lab) heeft. Maar tegelijk geloof ik ook dat er wel technische verbeteringen zijn geweest op accu-gebied in de afgelopen jaren en dat er ook enorm veel in geïnvesteerd wordt.

[Reactie gewijzigd door UltimusXI op 23 juli 2024 06:22]

[Team-RiNo]

Er komt zeker wel elk jaar wat bij al zijn het kleine stapjes (5-10%). Een voorbeeld wat ik me kan herinneren van Samsung is dat bij de GS5 het voltage iets hoger was wat het wattage weer hoger maakt.

[Miasma]

Ik ben bang dat je helaas gelijk hebt. Wel jammer want veel consumenten (waaronder ik) zijn waarschijnlijk heus wel bereid om een extra tientje neer te tellen voor een accu die 2x zolang mee gaat in de telefoon.

[Seditiar]

Heb er ook wel 50 euro voor over als m'n mobiel 2-3x langer mee gaat. Tegen de tijd dat dit naar de consumenten gekomen is zullen de mobiele telefoons ook alweer minstens de helft meer stroom verbruiken dus ach.

[mkools24]

En maar klagen lol moet je eens zien hoe ver we de afgelopen 50 jaar zijn gekomen. Krap 15 jaar geleden had ik een telefoon waar ik mee kon bellen, smsen en snake kon spelen. Nu kun je alles met die dingen en het gaat nog niet snel genoeg?

De ontwikkelkosten en productie van lithium ion moeten nou eenmaal eerst worden terugverdiend. Bovendien kost overschakelen naar een andere techniek tientallen jaren, alle productieprocessen, machines etc moet allemaal worden aangepast dus het moet wel heel goed worden getest, je kunt niet van vandaag op morgen over.

Waarom dan niet tot die tijd bestaande technieken verbeteren of accucapaciteit ergens anders vandaan halen door bijv zuinigere schermen?

[matroosoft]

En maar klagen lol moet je eens zien hoe ver we de afgelopen 50 jaar zijn gekomen. Krap 15 jaar geleden had ik een telefoon waar ik mee kon bellen, smsen en snake kon spelen. Nu kun je alles met die dingen en het gaat nog niet snel genoeg?

(...)

Ik denk dat klagen inderdaad niet echt op zijn plek is, maar als je een beetje tweaker bent is het gewoon pijnlijk om te zien dat de accu in veel gevallen de beperkende factor is bij een hoop nieuwe ontwikkelingen.

[mae-t.net]

Logisch, als een innovatie niet goed te produceren blijkt, komt hij er niet in. In werkelijkheid zitten in de huidige accu's talloze patenten verwerkt die de afgelopen jaren uit zulk soort research zijn voortgekomen. Het is niet voor niets dat accu's in de loop van de jaren stilletjes alsnog steeds beter worden. Er zijn de laatste jaren nieuwe accutypes in de winkel komen te hangen. Niet allemaal lithium maar wel allemaal mooie vindingen.

[Reactie gewijzigd door mae-t.net op 23 juli 2024 06:22]

[batjes]

Mijn 2000mah accu in mijn 920 is ongeveer dezelfde grote als de 1000mah accu in mijn 6410i, naar mijn idee is de 920 accu tevens wat lichter.

Hoezo geen vooruitgang?

[blorf]

Het probleem is denk ik dat er relatief niet zo heel veel spelers zijn in deze markt met als gevolg dat bij ieder stukje vooruitgang wordt gewacht met het doorvoerin in produktie tot het moment dat dat economisch het meest ideaal is. Alles wordt uiterst systematisch uitgemolken door een kleine groep die genoeg macht heeft om de markt te bepalen. Uiteindelijk hoort dit bij de energiemarkt die in de praktijk niet zoveel heeft te maken met vraag en aanbod maar overeind wordt gehouden door wetgeving en afspraken tussen bedrijven.

[hydex]

Als je kijkt naar de ontwikkelingen van de laatste 18 jaar dan vallen een paar dingen op:

1. De hybride auto (Prius) wordt geïntroduceerd in 1997. Anno 2015 zijn er 32 soorten hybride auto's van heel veel auto merken. En niet te vergeten electrische auto's
2. In 1997 werd een windturbine geïntroduceerd van 1.3 mw. Anno 2015 heb je windturbines van 5mw
3. In 1997 had je de relatief onbekende Nokia 6110 met 2 uur gesprekstijd nu kun je 24 uur bellen met een iPhone 6s plus + oneindig veel meer.
4. In 1997 kosten zonnepanelen per watt 4,20 dollar nu 0,74 dollar cent.
5. In 1997 stond er wereldwijd 7.6 gw aan geïnstalleerde windenergie nu is dat 369.3 gw

Ik kan nog wel even doorgaan maar er is een gigantische ontwikkeling gaande die alleen maar sneller gaat. De belangen zijn enorm. De komende 15 jaar gaan we dezelfde revolutie zien bij auto's als wat we de afgelopen jaren gezien hebben bij smartphones. Batterijen spelen hierbij een erg grote rol.
Ik las hierboven ergens dat het jaren heeft geduurd voordat de lithium batterij kwam, maar vergeet niet dat de belangen toen anders lagen. In de jaren 70/80 hadden we olie in overvloed, kende men een windmolen of Climate change niet en was iedereen meer bezig met een koude oorlog dan zich druk maken over CO2. Kortom ik zie de toekomst zonnig in.

[jj71]

Interessant verhaal over Tesla's elektrische auto's in het kader van jouw reactie.

Ik ben heel benieuwd wat de Tesla Model 3 gaat worden. Misschien wel mijn volgende auto. En dan natuurlijk zonnepanelen = heel goedkoop en heel schoon autorijden.

[hydex]

Interessant artikel bedankt ga ik zeker even lezen

[EMV]

Ik vind het vreemd dat iedereen hier het alleenmaar over het iets langer meegaan van leuke speeltjes heeft. (smartfoons, tablets, etc.) En niet over het grootste probleem van onze samenleving. Het probleem waarvoor betere batterijen cruciaal zijn om het op te lossen.

Ik heb het natuurlijk over climate change. De reële mogelijkheid dat in vijftig jaar de zeespiegel met 3-6 meter gestegen is. Ook 10-15 meter in honderd jaar is niet onwaarschijnlijk.

Om dat in de perken te houden is het zo snel mogelijk stoppen met het produceren van CO2 noodzaak. En dat betekend betere batterijen.

Batterijen voor in de auto (1 auto = 300-400 laptops)
Batterijen om de energie uit je zonnepanelen 's-avonds te gebruiken voor verlichting, verwarming etc.
Batterijen om het wind- en zonne energie overschot uit de zomer te gebruiken in de winter.

Het alternatief is om allemaal kiewen te kweken en te leren zwemmen. Of zoals Elon Musk deze week zei, we moeten ons voorbereiden op een vluchtelingen stroom die honderden keren zo groot is als de stroom die nu uit het midden oosten komt.

De huidige batterijen zijn goed genoeg om een bruikbaar product te maken dat iedereen nu koopt, mar niet goed genoeg om bij te dragen aan het oplossen van de huidige problemen.

[yannickie111]

Ik ben het deels met je eens.
Als de zeespiegel de komende 100 jaar met 5 meter stijgt is dat wel het maximum (Global Warming , John Houghton). Dit is nog steeds erg (te) veel, maar niet de 10-15 meter die jij schetst.
We moeten de CO2 uitstoot zeker verminderen, maar dat doen we niet door alleen geen fossiele brandstoffen meer te verbranden. Ter vergelijking: de (ontpolderde) veengebieden in Nederland produceren net zoveel CO2 als alle auto's in Nederland, om nog maar niet te spreken over de Russische toendra.

Met de huidige accutechniek ben ik tegen elektrische auto's en opslag van energie in accu's. Simpelweg omdat het te vervuilend is om de accu's te produceren en af te breken.
Als deze problemen (+ de extra opslagcapaciteit) zijn opgelost, ben ik de eerste die deze technieken toejuicht.

Ik vind het niet vreemd dat de meeste mensen als eerste denken aan "hey, dan kan mijn iPhone 10 straks net zo lang mee als mijn Nokia 6310.".

[bilgy_no1]

Vijf meter is echt niet het maximum. Lees dit onderzoek maar eens over wat er gebeurt als we alle fossiele brandstoffen verbranden: http://www.popsci.com/bur...se-sea-levels-by-200-feet.
(hint: 60 meter stijging)

Overigens is 5 meter ook al voldoende om enorme problemen te veroorzaken. Niet alleen voor de mens (meeste mensen wonen in kuststreken), maar ook voor milieu (biodiversiteit, koraalriffen, etc.).

En die Russische toendra stoot zoveel methaan uit als gevolg van de opwarming die de mens reeds heeft veroorzaakt. Daardoor wordt het gebied met permafrost immers kleiner en gaat het rotten. En zo zijn er meer feedbacks die het probleem verergeren: zonder poolkap absorbeert de donkere zee meer warmte van de zon, op sommige plekken ligt methaanijs op de zeebodem dat bij stijgende zeetemperatuur vrijkomt, etc.

Het is echt keihard nodig om snel de transitie naar een duurzame energievoorziening en grondstofgebruik te maken.

[Reactie gewijzigd door bilgy_no1 op 23 juli 2024 06:22]

[boels069]

"Het is echt keihard nodig om snel de transitie naar een duurzame energievoorziening en grondstofgebruik te maken."

Die duurzame energievoorziening in huidige vorm kan je vergeten, tenzij je de samenleving een eeuw of wat terug wilt zetten.

[bilgy_no1]

Maar laten we ten minste alles doen wat we nu al kunnen.

Er zijn energiescenario's geschreven die tot doel hebben de opwarming te beperken tot 2*C. In zulke scenario's wordt fossiel gedurende een overgangsperiode tot bijv. 2050 vervangen door een nieuwe energiemix met verschillende renewables en nucleair. Dan nog moet 40% van de uitstootbeperking komen van energiebesparing.

Dat betekent echter niet dat we 100 jaar terug in de tijd gaan. De mogelijkheden voor besparing zijn alom en soms relatief eenvoudig. De auto op 100 kph en de cruise control bespaart tientallen procenten tov 130 kph. En dat soort besparingen kan iedereen nu al doen, ongeacht de discussie wat de maximumsnelheid kan zijn. Wie die verantwoordelijkheid niet wil nemen geeft kennelijk niet om zijn/haar nageslacht.

[boels069]

Maar laten we niet de dingen doen die gewoon niet werken op grote schaal.
Zonne- en windenergie moet je weren van het openbare net i.v.m. de meerkosten om het wisselende aanbod op te vangen.
Het gaat niet zozeer om de kosten, het gaat om de technische haalbaarheid van de gestelde doelen: aanmerkelijk minder CO2-uitstoot.
De enige weg is nucleair, hoe spijtig dat voor sommigen ook is.
Zonder effectieve backup is "hernieuwbaar" onhaalbaar en dus een doekje voor het bloeden.
Hopen op een effectieve backup mag natuurlijk, maar ik verwacht de komende decennia geen doorbraak.

"Wie die verantwoordelijkheid niet wil nemen geeft kennelijk niet om zijn/haar nageslacht."
Dat getuigt van een misplaatste morele superioriteit.
Je gaat eraan op de groene manier die niet kan werken, maar je hebt het dan tenminste geprobeerd ???
Ik denk dat men alle technisch know-how moet recruteren om iets te doen wat werkt en helpt.

Het voordeel van modern veilig nucleair is gelegen in de beschikbaarheid van betaalbare, altijd beschikbare energie.
Ook voor ontwikkelingslanden die anders rustig doorgaan met fossiel.

[bilgy_no1]

Ik ben niet per se tegen nucleaire energie als deel van de mix. Je moet gewoon praktisch kijken naar de mogelijkheden en behoeften in een gebied. Zo kan IJsland prima met 100% geothermie en Noorwegen zit al op praktisch 100% hydro.

In Nederland kunnen we tot 20% met zon en wind op ons huidige net terecht. Daarboven zullen we het net moeten aanpassen. Met goedkope opslag kunnen we ook hoger gaan. Een flink aandeel lokaal opgewekte energie die onafhankelijk is van externe grondstoffen is trouwens ook wat waard.

Mijn opmerking over verantwoordelijkheid ging over wat iedereen nu al zelf kan doen, zoals wat langzamer rijden.

En verder ben ik het ermee eens dat we alles op alles moeten zetten om het probleem op te lossen.

[boels069]

Dat klinkt al wat anders ;-)

Ik vind dat goedkope, ruim toepasbare opslag vooralsnog meer wensdenken is dan realiteit.
Ik denk dan aan de beschikbaarheid van materialen en of die met matig energieverbruik kunnen worden geproduceerd.
Voordeel van nucleair is dat er niet of nauwelijks aan de infrastruktuur hoeft te worden gesleuteld.

Verminderen van het onnodig gebruik van energie is inderdaad een zeer goede manier.

[Nas T]

Ik vraag me af of we de pijlen op de juiste zaken richten. Als probleem wordt geroepen dat we teveel CO2 uitstoten, terwijl dat al een oorzaak is. Het probleem is dat de CO2-balans ongunstig is voor wat betreft het broeikaseffect. In plaats van getalletjes te geven over een deel van het verhaal (uitstoot auto's), zie ik liever een verhaal dat over alles gaat. De ontwikkeling van de producten (in dit geval product auto), de productie ervan en het gebruik in breedste zin van het woord (levering van brandstof meegerekend).

Een andere optie, waar ik nooit iets over hoor en die volgens mij gelijktijdig kan (en zou moeten plaatsvinden) is het plaatsen van zoveel mogelijk nieuw bos.
De link accu in mobieltjes naar smartphones vertalen is een fractie van een druppel op een gloeiende plaat. Kijk naar het energiegebruik van auto's (tientallen kW's) tegenover enkele watts van een smartphone, dan denk ik dat we hetzelfde denken.

Batterijen zijn leuk voor klimaatverandering, maar geef in hemelsnaam in een vergelijk het totaalplaatje mee en niet het kant- en klare verkooppraatje. We kunnen ook twee stappen verder gaan, overigens:
De hele infrastructuur van auto's is zo lek als een mandje. We rijden rond in zware constructies, met elk een eigen onzuinige motor (30% rendement, ongeveer). Waarom worden we niet verplaatst door zelfsturende objecten door een motor die zelf stilstaat (en dus niet mee versneld te hoeven worden? Maar de stap daarnaartoe is enorm (maar de mogelijke winst in CO2-uitstoot ook)

[boels069]

Nieuw bos is een vorm van tijdelijke CO2-opslag, flora vergaat en leeft weer op.
Bij het stoken van biomassa kunnen ongewenste gassen en stofdeeltjes vrijkomen die moeten worden afgevangen door energievretende processen.

Het merkwaardige is dat bij voorgestelde oplossingen om de CO2-te beperken nucleaire energie niet genoemd wordt.
Zonne- en windenergie kunnen zonder (fysisch) rendabele opslag geen rol van betekenis spelen tenzij verworvenheden door het beschibaar zijn van betaalbare, altijd beschikbare energie worden ingeleverd.
Bij het aanzetten van een PC zet je een virtueel slaafje aan het werk ;-)

[rickboy333]

In plaats van het oprekken van de lithium-ion batterijen kunnen ze ook eens proberen om de nieuwe technieken toe te passen waar we al jaren veel over gehoord hebben en nog steeds 0 van hebben gezien.

Don't get me wrong. Het is goed dat ze deze techniek hebben ontwikkeld maar we worden de laatste jaren overspoeld met nieuwe batterijen technieken maar nog steeds hebben we daar vrij weinig in ons huis.

[Maulwurfje]

Je moet die capaciteit wel kunnen behouden na 10x laden of gebruikelijk bij lithium batterijen 80% na 1000x laden.

[amas]

Natuurlijk is dit fundamenteel onderzoek en dit zal waarschijnlijk niet direct in nieuwe batterijen worden gebruikt. Maar de onderliggende natuurkunde kan langzamerhand wel zorgen voor een stijging in batterijcapaciteit.

Daarbij zullen fabrikanten vaak ook niet een grotere accu in een telefoon stoppen, maar zullen ze eerder een vooraf bepaalde accuduur willen halen en daar de batterij op afstemmen. Zodoende kan de telefoon weer dunner worden gemaakt. Zie ook de nieuwe iPhone 6s en Galaxy S6. Ze hebben allebei een kleinere capaciteit vergeken met hun voorganger, maar hebben we nagenoeg dezelfde accuduur. Resultaat: "Dunste telefoon tot nu toe!". En dat verkoopt nou eenmaal beter dan "wel 10% grotere accu dan eerst!".

[N8w8]

Nou, wat de laatste jaren betreft; ik ben anders erg blij met de nieuwe NiMH batterijen met lage zelfontlading. En lithium polymeer is ook relatief nieuw. Er gebeurt heus wel wat hoor.
Bovendien, als ze zoiets ontdekken, dat is slechts de eerste stap, de weg naar massaproductie is een studie op zich, en daar studeren ze heus wel op. Zulke berichten komen ook af en toe voorbij. Ze houden het niet expres achter ofzo, of denken "zo, nu we dit hebben ontdekt, kan ik eindelijk doen wat ik altijd al wilde: trombone spelen in een skaband!".

Wil je niet overspoeld worden door nieuws over technische ontwikkelingen, dan moet je geen tweakers.net lezen. Bij dit item staat zelfs in de titel al "wetenschappers vinden", nou dan weet je al hoe laat het is, dan sla je die gewoon over.
Als je alleen wilt lezen over wat voor fantastisch er nu beschikbaar is, dan kan je beter op zoek gaan naar reviews/tests van bestaande producten.

[jj71]

Dat komt doordat er nog heel veel stappen zitten tussen het doen van een wetenschappelijke ontdekking en het in de winkel liggen van die batterijen.

Eerst moet nog worden uitgevonden of de techniek wel op een rendabele manier in massaproductie kan worden gebruikt. Er kan heel veel misgaan - misschien is het wel heel erg moeilijk of heel erg duur om de nieuwe techniek massaal toe te passen, zodat de uitvinding, hoe geweldig 'ie ook klinkt, nooit kan worden toegepast in consumentenapparatuur.

In de loop van de jaren zijn er inderdaad al vaak berichten langsgekomen over nieuwe uitvindingen op het gebied van batterijen, maar zoals je merkt komt maar een heel klein deel daarvan uiteindelijk terecht in onze smartphones, laptops en andere elektronica. Het zou toch leuk zijn als we eens een keer een laptopbatterij kregen die een week meegaat en binnen een paar minuten weer volledig opgeladen is... (Dat zou ook geweldig zijn voor elektrische auto's!).

[Reactie gewijzigd door jj71 op 23 juli 2024 06:22]

[marcjo]

Heel veel technieken hebben ze wel degelijk al toegepast.
Als we nu met de accu techniek van 15 jaar geleden zaten dan waren onze smartphones in een paar uur leeg.

[Coffee]

Smartphones zijn nu ook na een paar uur leeg *duivels gezicht*

Ik hoop dat smartphone makers, nu smartphones wel snel genoeg worden/zijn, zich gaan concentreren op een verlaging van het energie gebruik (zal wel niet gebeuren, maar ja), dit lijkt mij namelijk de enige manier dat smartphones écht langer mee gaan.

kijk naar de oneplus one, een telefoon die op kitkat een schermduur had van acht (8!) uur. Echter sinds de software update van 5.0.x is dit omlaag gegaan naar minder dan 3 uur.

Optimalisaties zullen de meeste batterij winst behalen in mijn ogen!

[Qaatloz]

Als ik mijn OPO met custom rom weinig gebruik (af en toe email checken, korte gps sessies e.d.) dan gaat hij gerust 2-3 dagen mee. Software optimalisaties kunnen heel veel bereiken met de huidige hardware

[Coffee]

Ik heb het hier wel over zogenoemde "ost" of "on-screen-time", niet over de tijd die de opo mee gaat inclusief standby tijd..

[Rarz]

Nou ja, battery power is wat mij betreft het grote manko van mobile telefoons. Alle vooruitgang daarin is meer dan welkom.

[jj71]

De podcast van nu.nl (Nutech) ging daar deze week over. Het lijkt erop dat smartphonefabrikanten het wel best vinden dat je batterij maar een dag meegaat. Als er betere batterijen zijn dan maken ze liever de telefoon dunner en lichter (met een kleinere batterij, die door de nieuwe techniek nog steeds voor 1 dag energie levert). Vrijwel geen enkele fabrikant maakt telefoons met batterijen die extra lang meegaat, terwijl heel veel consumenten dat toch graag zouden willen.

[Musical-Memoirs]

We krijgen vaak berichten over theoretische batterij verbeteringen.
Het is niet dat ze niet komen, de ontwikkeling gaat alleen erg moeizaam en moet goed getest worden over langere duur om te zien of de verbetering of vervanging wel geschikt is vanwege veiligheid en levensduur.
De huidige accu heeft veel meer vermogen dan de accus is het verleden. Het zou mooi zijn als we grote stappen in plaats van kleine maken. Maar dit bericht laat toch weer zien dat we nog extreem veel groei mogelijkheden hebben die stap voor stap onze kant op zullen komen.

Tot er een grote doorbraak is zal ik blij zijn dat je bijna overal wel even stroom kan tappen en powerbanks totaal niet duur zijn. En zal ik elke kleine verbetering waarderen.

[The Bula King]

Als ik het zo goed lees moet er dus voldoende ladingen lithium aanwezig blijven om het silicium niet te "breken".
Mae, je kan de batterij niet teveel leeg trekken. maar hoeveel?
Het zou wel stom zijn dat bij een lading van 50% de batterij zich uitschakelt.

[ronnySB]

Dat worden waarschijnlijk niet batterijen met hogere capaciteit in smartphones, maar kleinere batterijen met dezelfde capaciteit

[pjot1]

En een kerncentrale in je telefoon?