TDK claimt doorbraak met solidstateaccu’s

Het Japanse bedrijf TDK claimt een doorbraak te hebben bereikt bij de ontwikkeling van kleine solidstateaccu’s. Het bedrijf zegt dat het een materiaal heeft ontwikkeld dat het mogelijk maakt om accu’s te maken met een energiedichtheid van 1000Wh/l.

Het bedrijf zegt in een persbericht dat de technologie gebruikt zou kunnen worden om knoopcelaccu’s te vervangen. Dat zijn de kleine, schijfvormige accu’s die gebruikt worden in horloges, rekenmachines en hoortoestellen. Huidige lithiumionaccu’s hebben een energiedichtheid tussen 300 en 700Wh/l. TDK wil volgend jaar monsters naar klanten sturen en hoopt daarna te beginnen met de massaproductie.

De technologie is echter niet geschikt voor grotere accu’s, zoals de exemplaren die gebruikt worden in elektrische auto’s of smartphones. Dat vertelt Kevin Shang, senior onderzoeksanalist bij databedrijf Wood Mackenzie, aan de krant Financial Times. Naarmate dergelijke accu’s worden opgeschaald, worden ze volgens Shang fragieler. Dat is volgens de analist inherent aan de materialen die erin worden gebruikt.

Een solidstateaccu is een type herlaadbare batterij waarbij de elektrolyt volledig uit vast materiaal bestaat, in tegenstelling tot traditionele batterijen waarbij vloeibare of gelelektrolyten worden gebruikt. De voordelen zijn onder andere een hogere energiedichtheid en verbeterde veiligheid door het ontbreken van brandbare vloeistoffen. De nadelen zijn momenteel nog hogere productiekosten en uitdagingen bij het verlengen van de levensduur.

Door Andrei Stiru

Redacteur

18-06-2024 • 10:37

111

Submitter: ahbart

Reacties (111)

111
110
44
4
0
51
Wijzig sortering
Doorbraken bij accu's, moet je altijd kritisch bekijken, omdat enkel de positieve specs in het nieuwsartikel genoemd worden, meestal in de hoop investeerders aan te trekken.

Onvolledig lijstje belangrijke specs van een accu:
- Celspanning
- Formaat/gewicht (energiedichtheid)
- Bouwvorm
- Levensduur
- Maximale (Ont)laadstroom
- Zelfontlading
- Productiekosten
- Verkrijgbaarheid grondstoffen
- Brandbaarheid / explosiegevaar
- Beschikbaarheid bestaande laad-infrastructuur

Eigenlijk zou in elk nieuwsartikel over accuontwikkelingen zo'n lijstje moeten worden doorlopen. De ideale/perfecte accu bestaat namelijk niet.
+1
Inderdaad zelfontlading. Als het een knoopcel moet vervangen wil je niet dat deze er binnen een jaar mee op houd, want dat moet 5 a 10 jaar mee gaan. Veel toepassingen hebben geen mogelijkheid de cel bij te laden. Dan is zelfontlading een grotere factor dan capaciteit. Ook een PC die je de cel bij zou kunnen laden is geen goede toepassing. Dan is je bios over de zeik als je een PC een jaartje in een hoek hebt staan.
Als simpele buitenstaander vraag ik mij dan af, waarom zou je het voor een smartphone op moeten schalen? Je kan toch meerdere cellen combineren, zoals nu ook zo vaak gebeurt? De accu in een auto is ook niet één accu maar een hele batterij aan accu's aan elkaar.

Hoe dan ook goed om te zien dat er nog steeds gewerkt wordt aan solid state accu's en dat er doorbraken worden gemaakt!
Dit soort kleine knoopcelbatterijen hebben een hoge interne weerstand. Ofwel, ze zijn alleen geschikt voor apparaten die minimaal 50 uur nodig hebben om de accu leeg te krijgen.

Vergelijk het met een bak met water. In deze TDK accu's zit een heel klein gaatje waardoor het water naar buiten komt. je hebt dus heel lang een heel klein beetje water. Dit is een mooie visualisatie van een hoge weerstand in een accu. Maak je het gat groter, en dan flink groter, dan verlaag je de weerstand. Je krijgt een enorme vracht water per seconde uit de bak, maar niet voor heel lang omdat de bak dan leeg is. Dat grote gat is vergelijkbaar met een lage weerstand.
Het type accu dat TDK hier heeft bedacht is enkel geschikt voor een accu met een hoge weerstand.

Als je een rekenmachine, hoorapparaat, horloge (non-smart) of een wandklok in gebruik hebt dan gaan deze allemaal veel langer dan 50 gebruiksuren mee op een knoopcel. Dat de stroom dus 'druppelt' uit de accu is voor deze apparaten ideaal.

Een auto en telefoon hebben een accu nodig met een lage interne weerstand omdat deze accu met 1-5 uren leeg kan zijn (ze trekken heel veel stroom uit de accu). Wil je deze techniek van TDK toepassen dan zal de accu dus zó groot moeten zijn dat je zeker 50 uren met de accu kan doen. Dus een telefoon zal dan een 50 Ah accu nodig hebben (ipv 5 Ah), en in een electrische auto zul je bijna 1.500 kWh moeten plaatsen (ipv 50 kWh). Dan krijg je zulk grote telefoons en auto's dat ze niet meer bruikbaar zijn, dan is je smartphone net zo groot als één van de eerste mobiele telefoons uit 1993 en heb je als auto een bestelbus waarvan de laadruimte 100% vol zit met accu's, en je een vrachtwagenrijbewijs nodig hebt vanwege het gewicht.

Dus waarom deze TDK accu's niet worden opgeschaald voor telefoons? Het is een andere techniek.
Goede uitleg, daar wordt ik blij van. Iets technisch simpel uitleggen :)
Heel duidelijk., Dank
Goed uitgelegd dank.
Mocht je op het moment geen docent zijn voor beroep, wellicht het overwegen waard!
Vermoedelijk omdat het combineren complexiteit en ruimte kost. Je moet dan namelijk ervoor zorgen dat alle cellen evenveel gebruikt worden, anders krijg je ongelijke slijtage. Maar hoe klein je zo'n BMS kan maken weet ik niet.
Zolang je de cellen allemaal parallel kan zetten is dit geen probleem. Als er 1 dan wat minder wordt neemt gewoon de capaciteit een beetje af. Balanceren is niet nodig. Wel is er een laad/ontlaad circuit nodig.

Wat ik zo snel niet kon ontdekken is of ze grote stromen kunnen leveren en/of snel kunnen opladen, dat staat los van de energiedichtheid. Als dat niet zo is dan zijn ze misschien minder geschikt voor telefoons.
Er staat in de text dat het geen nut heeft voor telefoons maar alleen voor knoop batterijen.
Door deze techniek zou dus de levensduur verlengt kunnen worden.
In mijn Seiko horloge dat zich oplaad via de zon zit een LTO (Litium/Titanium batterij) deze kunnen 30000 laad cycli aan met een gemiddelde levensduur van 20 jaar!
Kosten besparing bij solid state zijn waarschijnlijk de belangrijkste reden.
Het zal ongetwijfeld iets te maken hebben met complexiteit en extra kosten die mee worden gebracht. Volgens mij hebben telefoon accus tegenwoordig ook allemaal een aparte vorm, misschien dat deze techniek daar niet voor geschikt is.
Nou grotere accu's is normaliter ook grotere annode's/cathodes wat resulteert in hogere stromen. Wanneer ze niet veel groter kunnen dan knoopcellen en 18650 qua formaat nog te lastig is, wordt het gebruik in auto's ook lastig als er een groot limiet op stroom zit.
Hebben solidstate-accu's ook cellen, zoals we die tot nu toe kennen?
En indien ja: Ik kan me overigens voorstellen, dat als je een relatief dikke 'verpakking' nodig hebt voor iedere cel, dat het dan geen voordeel oplevert qua energiedichtheid e.d.
Je wilt een lagere dichtheid, dus meer capaciteit per oppervlakte, omdat dit minder ruimte en gewicht inneemt. Telefoons 'moeten' zo dun en licht mogelijk dus zitten we opgescheept met een accu met een capaciteit waar je niks aan hebt (met geluk 2 dagen). Voor auto's wil men een langere range en/of minder gewicht.
Ik hoop over een paar jaar op accu's die ook daadwerkelijk flink meer capaciteit kunnen vasthouden én sneller kunnen laden. Dan wordt de elektrische auto eindelijk interessant.
De elektrische auto is al interessant. Byd heeft accu's die 5c laden (en 6c net aangekondigd), daarnaast is het gewicht van een electrische auto in vergelijking de afgelopen jaren stukken lager geworden (of zelfs bijna gelijk aan die van een ICE) en is de range ook al jaren geen probleem meer voor 95% van de ritten.
Daarnaast zorgt "sneller opladen" juist voor "kleinere accu's". Iemand die voornamelijk ritten in Nederland maakt, heeft aan een accu waar je twee uur op kunt rijden genoeg (de 95% die jij noemt). Wil je echter naar Zuid-Frankrijk, dan is elke 2 uur 40 minuten stilstaan om te laden niet erg handig (plus dat je in de praktijk hooguit van 20% naar 80% gaat omdat daaronder en daarboven de laadsnelheid afneemt en je dus eigenlijk maar 60% van de capaciteit gebruikt). Met een auto die 500 km kan rijden is dit probleem al redelijk weg, aangezien je elke 3 tot 4 uur toch al wel wilt stoppen om de benen te strekken of iets te eten (en ja, er zijn mensen die zo veel haast hebben dat ze 14 uur achter elkaar door rijden, maar hoe veilig dat is kan je ook wel op je vingers uittellen).

Als je een solid state accu binnen 1 minuut volledig op kunt laden, kan je daadwerkelijk de volledige afstand rijden én voegt die pitstop weinig noemenswaardige tijd toe aan je totale reis.
Hoe veilig dat is? Redelijk veilig. Niemand zegt dat 1 persoon die rit rijdt. Mijn vrouw en ik wisselen om de 2-3 uur om (hoe het zo uitkomt) en rijden verder in 1 ruk door naar Zuid Frankrijk. Op 1 tank red ik het nu vanuit Utrecht tot ongeveer Montelimar/Orange.
Ik ben zelf behoorlijk anti EV wegens de problematiek omtrent laden (mijn situatie specifiek, kan veranderen bij b.v. een woning waar ik hem aan de oprit kan opladen oid) maar, als jij met je vrouw wisselt, stop je toch ook even ergens?

Als je een Solid State batterij hebt die dus, zoals gesteld, binnen 1 minuut kan opladen, dan kun je toch op die wissel met je vrouw mooi even opladen? Zijn hele punt is dat het niet benoemenswaardig is hoe weinig tijd je er dan aan kwijt bent. Jij stopt, je hangt dat ding aan de lader, gaat even plassen / koffie halen, je vrouw doet haar ding, je komt terug bij de auto en hij is opgeladen. Dat zou voor mij in ieder geval een prima reden zijn om voor een EV te gaan, zelfs al kan ik deze thuis nergens opladen.
als jij met je vrouw wisselt, stop je toch ook even ergens?
Maar vast niet lang / of is niet nodig om lang te stoppen en dus ook niet perse om te laden....

De reactie van @HerrPino is toch terecht? Soms is een hoge range wel degelijk goed bruikbaar zonder onveilig te zijn.
Volgens mij moet een bus of vrachtwagen met twee bestuurders alsnog regelmatig stil staan, omdat "bijrijden" niet wordt gezien als rusten (omdat je potentieel nog steeds met de weg bezig bent).
in 1 minuut laden is toch ook niet lang? Ga je even plassen, kom je terug, ben je klaar. Haha.
las een leuke quote, voor mensen met een blaas van 20 liter, EV's met een bereik van meer als 1000km.
EV's zijn nog altijd veel zwaarder hoor. En een bruikbaar bereik heb je enkel bij auto's vanaf 40/45K. Er is bijna niemand die dat soort auto's kan betalen.
sure, behalve natuurlijk die tienduizenden mensen/bedrijven die dat soort auto's toch al jaren kopen en op de weg zetten.
Ja in de lease. Ik kon vroeger 4/5000 euro uitgeven aan een tweedehandsje en daar reed ik mee naar Spanje. Wat voor ev koop ik daarvoor en met welk rijbereik?
Ik heb een echt bereik van ongeveer 250 km met mijn EV en dat is best bruikbaar. Ik reed daar regelmatig mee naar werk 100km heen en weer terug. Elke ochtend is ie weer vol. Ik ga er alleen niet mee naar het buitenland, dat is onhandig.
En toch zie je al veel van die auto's rijden. Zelfs gewone ICE auto's zijn behoorlijk prijzig aan het worden.
Om te combineren het je ruimte nodig: De buitenkant (verpakking) van de cel, de connectoren, evt de beveiliging. Als je zo van heel veel kleine celletjes een grotere moet maken, ben je alsnog je voordeel kwijt. Immers, van 700 naar 1000 is nou ook niet zo veel. Als je dat hebt en vervolgens 30% van je ruimte extra kwijt bent om van die kleine celletjes een voldoende grote cel te maken, ben je weer ongeveer terug bij af.

[Reactie gewijzigd door EelcoG op 22 juli 2024 13:28]

Na ik geloof wel 10 jaar lekkermakende artikelen over solid state batterijen lijkt het nu eindelijk in de buurt te komen. 1000Wh/l klinkt veel belovend. Ik ben heel benieuwd of we binnen de komende 3 jaar ook daadwerkelijk solid state in onze devices gaan zien.
Dit lijkt me een prima oplossing voor dingen waar nu nog een knoopcel batterij in gaat die dan ineens van oplaadbare batterijen kunnen worden voorzien. Ik kan me voostellen dat airtags OID met een van deze accu's heel prettig zijn. Om maar te zwijgen van diverse smarthome sensors die nu klein en met accu kunnen worden gemaakt.

Ik kan ook niet wachten om iets te zien wat werkbaar is in dit gebied, wat de berichten hierover gaan al jaren en jaren de ronde.
Dat is precies de reden om deze accu's te ontwikkelen: EU wetgeving die ziet op het vervangen van ouderwetse knoopcellen door oplaadbare varianten. Dat wordt expliciet genoemd in het persbericht, aparte keuze van Tweakers om dat niet even te noemen.

[Reactie gewijzigd door dikkechaap op 22 juli 2024 13:28]

Hoe staat dit in verhouding tot de ontwikkelingen bij Quantumscape?

https://www.volkswagen-gr...irst-endurance-test-18031

Dan is deze club toch al verder? Los van de grootte van toepassing?

[Reactie gewijzigd door no_way_today op 22 juli 2024 13:28]

Als ik zo snel kijk naar de product pagina van TDK geven zij ook aan meer dan 1000 laad cycli te halen met hun solid state batterijen. Dus zouden ze even ver zijn als Quantumscape op dat gebied volgens het artikel dat jij gelinkt had. Hierbij de link naar de website van TDK.

https://www.tdk-electronics.tdk.com/en/ceracharge

Edit: Dit gaat over hun oude product ceracharge, specificaties staan nog niet online voor de nieuwe type batterij die genoemd is in het artikel. Dus het is dan een aanname van mij dat ze met de nieuwe batterijen vergelijkbare laadcycli halen

[Reactie gewijzigd door JSamwel op 22 juli 2024 13:28]

Er staat geen Apple in het artikel dus irrelevant :+
Is dat dezelfde TDK als vroeger? Ik heb niets meer van TDK gehoord sinds het mijn favoriete merk cassettebandjes was (2/3e doet het nog, ik heb een paar jaar terug al mijn bandjes getest, 28% kon ik weggooien omdat ze niet meer goed klonken, ik weet niet hoeveel er TDK waren, maar ik schat dat 80-90% van al mijn cassettebandjes TDK was (en is, van wat ik nu nog wel over heb en afspeel na die schifting)).
Lijkt me wel. Kan me herinneren dat tdk shirt sponsor was van ajax destijds toen ik dacht van Basten daar voetbalde😄
Je hebt gelijk, het is hetzelfde bedrijf. Een goede overlever, niet alleen waren ze maker van cassetttebandjes in míjn jeugd, ze bestaan zelfs van nog voordat mijn váder zelfs maar geboren was, opgericht in 1935 als producent van ferriet. Maar er staat in het Wikipedia-artikel niet wat daar de toepassing voor was, vóórdat dat in de jaren '50 gebruikt werd om geluidsopnametapes te produceren: Wikipedia: TDK
Er is ook een artikel over ferriet. Daar kun je vinden waar het voor gebruikt wordt.
Ja, is het zelfde bedrijf, maar de media (CD/DVD/tape) tak is niet belangrijk meer. Ze maken sensor chips en andere ic's, en hebben een tak die zich bezig houdt met accu's en fuel cells.

$13.5 miljard dollar omzet in 2021, nog steeds een groot bedrijf.

Gebruik zelf de InvenSense bewegingssensoren van TDK regelmatig. Dat zijn accelerometer/gyroscope chipjes met een ingebouwde processor waarop de data analyse plaatst vind. Dingen als stapanalyse, valdetectie, absolute oriëntatie komen direct uit het chipje, waardoor je zelf niet met ruwe data aan de gang hoeft.

Dat soort chipjes zitten vrijwel alle telefoons.
'TDK'.

Praten we hier over dezelfde oude cassette-tape fabrikant die in de jaren '90 Ajax sponsorde en nu blijkbaar een high-tech accufabrikant is?
Wat heeft Apple hier nu weer mee te maken?
Het is een leverancier van Apple, en zo klikken er meer mensen op het bericht ;)
Het grappige is dat ik TDK associeer met video- en cassettebanden uit de nineties en totaal niet met Apple :)
Je vergeet de diskettes :)
Zij maakten ook de iconische CyClone CD-ReWriters met een transparant blauwe tray bezel:En natuurlijk de bijbehorende media: CD-R(W)
Wow inderdaad.
Ik vroeg mij al af waarom het "TDK" woordje in m'n brein associaties probeerde te zoeken.
Dank u voor de opheldering.
Inderdaad. Vroeger.
Titel zou moeten worden aangepast naar "Voormalig hoofdsponsor van Ajax, TDK claimt doorbraak met solidstateaccu’s".
Hah ik zat ook gelijk te zoeken naar 35mm fotorolletjes van vroeger, maar kan het mishebben. Ik kan ze in elk geval niet vinden.

[Reactie gewijzigd door Username3457829 op 22 juli 2024 13:28]

Ik kan je vertellen dat TDK en analoge fotografie totaal niets met elkaar te maken hebben.
Haha, daar moest ik ook gelijk aan denken. Ik zie het logo zo voor me op de casettes.
En (studio) tape recorders met 10-20 sporen tapes.
Dat heet "clickbait" :)
Ik vind het maar afleiden. Als je het bericht leest, blijkt dat het helemaal niet gaat om iets wat voor Apple producten relevant is (en voor mij dus totaal níet), maar als alternatief voor knoopcelaccu's (en voor mij dus wél relevant).
Dat zijn de kleine, schijfvormige accu’s die gebruikt worden in horloges, rekenmachines en hoortoestellen
Niet helemaal waar dus. Het zou dus best kunnen dat deze ontwikkeling gaat leiden tot Apple Watches die 3 dagen op een lading werken.

Maar goed, het heeft wel een enorm clickbait-gehalte ja
Grappig... ik wilde stellen dat "horloges" zeker niet gelijk staat aan "Smart Watches" maar kijkend naar de capaciteit van een 3032 knoopcel en de capaciteit van de Series 9 blijkt dat de knoopcel over het algemeen meer capaciteit (500 mAh) kan hebben dan de Series 9 (308 mAh). De batterij zal ongetwijfeld kleiner zijn in de Apple watch dan een knoopcel maar kan dus mogelijk wel ingezet worden in een apple product. Feit blijft dat TDK en Apple in de titel benoemen nogal clickbaity is
De term mAh is nogal verwarrend, omdat voltage hierin niet wordt meegenomen, er wordt stilzwijgend aangenomen dat dat een industrie standaard is van 1.5V, 3.6V, 12V, 24V (en er zijn er waarschijnlijk nog wel meer) afhankelijk van de context. Het leidt er daarom nogal eens toe dat appels met peren worden vergeleken.
Bij 'gewone' batterijen is het meestal 1.5V (of 1.2V voor oplaadbare). Bij smartphones & watches is het meestal 3.6V, en bij de ouderwetse auto accu is het 12V.
Voor de energie die een batterij kan opslaan zou het beter zijn om Wh te gebruiken, dat is onafhankelijk van het gebruikte voltage, maar helaas niet erg gebruikelijk in de industrie.

Bij de genoemde knoopcel is waarschijnlijk het uitgangspunt 1.5V, dan kom je dus uit op ongeveer 0.75 Wh.
Bij de Apple Watch Series 9 is het uitgangspunt waarschijnlijk 3.6V en dan kom je uit op ongeveer 1.1 Wh.
Een en ander wordt alleen duidelijk als je dieper in de specs van beide duikt.
Lithium knoopcellen hebben een werkplanning van 3 Volt.
niet 1.5 Volt.
Of tot de dunnere Apple iPhones waarvan men verwacht dat hier aan gewerkt wordt.
Er staat duidelijk in het artikel dat het niet geschikt is voor phones...
:o

[Reactie gewijzigd door Jermak op 22 juli 2024 13:28]

Dat levert meer clicks op ...
TDK zal ongetwijfeld leverancier zijn van o.a. Apple maar waarom Apple nu per sé in de titel wordt gedrukt vind ik ook wat raar. Al helemaal omdat Apple in het artikel niet voorkomt.
Sensationele titel. Ik bedoel het klinkt wel iets wat interessanter dan acculeverancier, maar ook ik ben het eens, gewoon de titel veranderen naar "Accubedrijf TDK claimt doorbraak met solidstateaccu’s" en gewoon ergens in het artikel laten weten dat ze de leverancier zijn van Apple en (ik denk) ook andere merken.
Ooit was Apple een laverancier van TDK. Waarschijnlijk...
En waarschijnlijk was TDK groter dan Apple. Ooit...
Volgens mij moest de auteur ook aan een minimum aantal woorden komen:
De technologie is echter niet geschikt voor grotere accu’s, zoals de exemplaren die gebruikt worden in elektrische auto’s of smartphones.
, zoals de exemplaren die gebruikt worden in smartphones. Punt! Dan spreekt het voor zich dat dit ook het geval is voor nog grotere accu's.
dat kan korter :)
Dat was exact mijn gedachte. TDK bestaat eveneens al veel langer dan Apple.
Ik denk omdat de Financial times Apple supplier noemt in zijn titels en de auteur waarschijnlijk snel het vertaald en gekopieerd. Naar dat artikel wordt ook gelinkt in dit artikel.
Das pure clickbait..
Ik dacht dat dit te maken had met de toekomstige dunnere iphones van Apple
"De technologie is echter niet geschikt voor grotere accu’s, zoals de exemplaren die gebruikt worden in elektrische auto’s of smartphones"
huh?!?
De accu in een smartphone is toch niet groot?
En Tesla gebruikt in hun auto's duizenden van die kleine dingen.
Oorspronkelijk 18650's, later 21700 en nu 4680.
Je kan toch 1 grote accu maken, door vele kleine accus te combineren?
Als je er veel van in een kleine ruimte gebruikt wordt de warmteontwikkeling een probleem.
Dan neemt de verpakking denk ik teveel ruimte in.
Van 300 tot 700 Wh/l naar 1000 Wh/l voor een knoopcelaccu zou ik eerder een vooruitgang i.p.v. een doorbraak willen noemen.
Maar dan ook nog eens heroplaadbaar.
Heroplaadbare knoopcelaccu's bestaan al een tijdje. Bijvoorbeeld de LIR2032, ML2032, LIR2450, etc

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.