De solid-state accu is al jaren het heilige graal van elektrisch rijden. Hij zou lichter zijn, veiliger, veel sneller kunnen laden en verder komen. Dé doorbraak om massaal over te stappen naar schone mobiliteit. Maar wie in 2025 een elektrische auto koopt, vindt nog steeds nergens een solid state accu op de optielijst. Hoe kan dat? Wat is een solid state accu eigenlijk?
Een solid state accu werkt in de basis hetzelfde als een gewone lithiumionaccu. Alleen zit er in plaats van een vloeibare elektrolyt die stroomgeleiding mogelijk maakt tussen anode en kathode een vaste stof in. Vandaar ook de naam Solid State. Die vaste elektrolyt maakt de accu veiliger, er is minder risico op brand of lekkage, en zorgt ervoor dat de cellen compacter kunnen worden. Dat betekent meer energiedichtheid, dus meer actieradius ten opzichte van het gewicht van de accu.
De praktijk is weerbarstiger. De productie van solid state accu’s is technisch complex. De vaste elektrolyten, vaak keramisch of op basis van sulfiden, zijn moeilijk te verwerken en gevoelig voor scheurtjes. Het opschalen van laboratoriumproeven naar massaproductie blijkt veel lastiger dan gehoopt. Daarbij komt dat de kosten voorlopig torenhoog liggen. Het is simpelweg nog niet rendabel om deze accu’s in grote aantallen in consumentenauto’s te monteren.
Kortom: de technologie werkt, maar is nog niet klaar voor grootschalige productie.
Vastestofbatterijen zijn een veelbelovende technologie die energieopslag efficiënter, sneller en goedkoper moet maken dan de huidige lithium-ionbatterijen. Hoewel verschillende bedrijven werken aan zulke solid-state accu's, zijn ze tot nu toe nog niet klaar gebleken voor de markt. Er zijn onder andere nog problemen met de levensduur van de batterijen.
Lees ook: Alles over je eerste rijbewijs
Toch zijn er steeds meer ontwikkelingen die hoop geven voor de toekomst. Steeds meer autofabrikanten investeren fors in onderzoek en testen inmiddels zelf de eerste prototypen in rijdende voertuigen. Hieronder een overzichtje:
- BMW test voor het eerst volledig solid-state-accu’s in een rijdend prototype van de elektrische i7. In samenwerking met Solid Power worden sulfide-gebaseerde ASSB-cellen in de praktijk getest op temperatuurgedrag.
- De samenwerking tussen Stellantis en het Amerikaanse Factorial Energy heeft geresulteerd in een eerste reeks ‘automotive-grade’ solid-state accucellen. Deze FEST®-cellen (Factorial Electrolyte System Technology) zijn niet alleen chemisch en structureel stabiel, maar ook schaalbaar naar seriegrootte.
- Ingenieurs van Mercedes-Benz en de accu-experts van het Amerikaanse solid-state accubedrijf Factorial Energy hebben samengewerkt aan een compleet nieuw testprogramma voor solid-state accu’s. Mercedes-AMG High Performance Powertrains (HPP), dat gespecialiseerd is in Formule 1-technologie.
- De Chinese autofabrikant BYD heeft bevestigd dat het in 2027 zal beginnen met de implementatie van de volledig solid-state accu’s in zijn elektrische auto’s.
- IM, het nieuwe premium zustermerk van MG, kondigt aan dat de IM L6.
En de accufabrikanten? Ook buiten de autowereld wordt er hard gewerkt aan solid state technologie. Grote accufabrikanten proberen hun technologieën klaar te stomen voor opschaling.
- StoreDot staat bekend om zijn extreem snel ladende 100in5 accu: 100 mijl bereik in vijf minuten. Technisch gezien nog geen echte solid state, maar het zit er wel dicht tegenaan. Polestar wil deze technologie als eerste gaan testen.
- CATL, de grootste accuproducent ter wereld, wil in 2027 starten met beperkte productie van solid state accu’s. Grootschalige toepassing volgt pas na 2030.
- QuantumScape werkt aan keramische solid state cellen en levert inmiddels de eerste testexemplaren aan Volkswagen.
- Solid Power richt zich op sulfide gebaseerde technologie. Samenwerkingen met BMW en Ford moeten in 2025 leiden tot grotere prototypes, met serieproductie vanaf 2026.
- ProLogium is een van de meest concrete spelers. Het levert al duizenden testcellen aan automerken en bouwt momenteel een fabriek in Frankrijk.
Tussen 2025 en 2028 verschijnen de eerste modellen met solid state accu’s. Maar verwacht geen instapmodel voor dertigduizend euro. De technologie zal eerst zijn weg vinden naar duurdere modellen zoals topversies van BMW, Lexus of Porsche. Pas als de productie echt op gang komt, kunnen ook middenklassers en later de compacte auto’s volgen.
De voordelen zijn duidelijk: geen lange laadsessies meer, geen zorgen over accudegradatie, en een flink groter rijbereik. Daarmee verdwijnen veel klassieke bezwaren tegen elektrisch rijden. De solid state accu is zonder twijfel een technologische belofte. Maar het is er een die zijn tijd nodig heeft. Waar de afgelopen tien jaar vooral in het teken stonden van grote woorden, lijkt de periode 2025 tot 2030 het tijdperk van de eerste echte toepassingen te worden. Of dat leidt tot een revolutie, of eerder tot een geleidelijke evolutie, dat moet nog blijken.
Voorlopig is geduld een schone zaak. De elektrische auto’s van morgen worden langzaam voorbereid op de technologie van overmorgen.
Lees ook: Evolutie van de BMW 3 Serie
Wat zijn solid-state lithium-metaalbatterijen?
Nieuwe MG4 met Semi-Solid-State Batterij
De nieuwe MG4, die volgende maand in China debuteert, krijgt een nieuw accupakket van QinTao Energy. Deze semi-solid-state batterij bevat slechts 5 procent vloeibare elektrolyt. Daarmee heeft de auto een actieradius van 537 kilometer. Let wel: dit is gemeten de rooskleurige CLTC-meetmethode. Gelukkig heeft de batterij nog meer te bieden, waaronder een indrukwekkende energiedichtheid van 180 Wh/kg.
Maar wat is een semi-solid-state accu precies en waarom is die beter dan conventionele accu's? Een lithium-ionbatterij werkt door ionen heen en weer te laten bewegen tussen twee kanten van de batterijcel (de anode en kathode). Hierdoor worden elektronen vrijgegeven die we kunnen gebruiken als elektriciteit. In solid-state batterijen wordt een vaste (solid) elektrolyt gebruikt om de ionen te geleiden. De semi-solid-state batterij heeft geen vloeibare maar ook geen vaste elektrolyt. Hij is semi-vast.
Het is een welkom compromis zolang de echte solid-state-batterijen er nog niet is. Dit accupakket is 70 kWh groot. Op 14 juli rolde het eerste exemplaar van de vernieuwde MG4 van de band in de SAIC-fabriek in Nanjing. De officiële introductie staat gepland voor 5 augustus.
Wanneer de auto naar Europa komt en hoeveel-ie dan moet kosten, is onduidelijk, maar zo’n scherpe vanafprijs kunnen we hier op onze buik schrijven. Om het even in perspectief te zetten: de huidige MG4 kost in Nederland tussen de 33.950 euro (Standard) en 43.950 euro (Xpower).
Het moederbedrijf van MG, SAIC, zegt vastestofbatterijen te hebben ontwikkeld die klaar zijn voor elektrische auto’s. Hoewel het bedrijf geen specifieke informatie gaf, heeft het tijdens de Chengdu Motor Show, de op twee na grootste autoshow in China, gesuggereerd dat een auto met de technologie in het tweede kwartaal van 2025 gepresenteerd zal worden. De auto moet datzelfde jaar op de markt komen. Deze stap is opmerkelijk omdat MG hiermee zijn oorspronkelijke planning om vastestofbatterijen te introduceren met meer dan een jaar versnelt.
Lees ook: Eerste Generatie Panda: Een Overzicht
Dit betekent dat MG voorop loopt in vergelijking met andere grote merken zoals Toyota, dat pas vanaf 2027 vastestofbatterijen op de markt probeert te brengen. BMW is pas rond 2030 van plan zijn eerste EV's uit te rusten met solid-state batterijen.
Potentieel Bereik van Meer dan 1000 Kilometer
Hoewel er nog geen specifieke details zijn over de batterij die in MG’s nieuwe elektrische auto zal worden gebruikt, wordt verwacht dat deze vergelijkbare eigenschappen zal hebben als de batterij van IM Motor, een ander merk binnen de SAIC-groep. IM Motor heeft eerder dit jaar een auto aangekondigd met een eerste generatie vastestofbatterij. Deze heeft volgens het bedrijf een capaciteit van 133 kWh, die zorgt voor een actieradius van 1.083 kilometer volgens de Chinese maatstaf.
BMW Test Solid-State Batterijen
Duitse premium merken werken hard aan de volgende generatie EV-batterijen. Zo test BMW momenteel de eerste elektrische BMW's met volledig solid-state batterijen, door veel experts ook wel de 'heilige graal' van de batterijtechniek genoemd. Ook concurrent Mercedes Benz zet snel stappen en spreekt al over een actieradius van bijna 1000 kilometer op één acculading.
BMW gebruikt een i7 om het huzarenstukje van EV-batterijtechnologie te testen, een batterijtype dat een veel grotere actieradius belooft en ook nog eens tegen lagere kosten ontwikkeld kan worden.
BMW test haar eerste elektrische auto's met volledig solid-state batterijen op de openbare weg en heeft recent de eerste testrondes met de volledig solid-state batterijcellen (ASSB) van Solid Power afgerond. ASSB's wordt in EV-land vaak de 'heilige graal' van EV-batterijtechnologie genoemd. De batterijen beloven een aanzienlijk hogere energiedichtheid dan de huidige batterijen, waardoor ze veel efficiënter zijn.
Vanwege de hogere energiedichtheid wordt de batterij kleiner en neemt deze minder ruimte in de auto in beslag. Hetgeen de voordelen van elektrische auto’s qua ruimte in het interieur in de nabije toekomst verder zou kunnen gaan vergroten. Ook hebben volledig solid-state batterijen de potentie om de actieradius van elektrische auto’s substantieel te vergroten, bovendien zijn ze tegen aanzienlijk lagere kosten te produceren.
De i7-testauto is gebaseerd op BMW's huidige Gen 5-architectuur en maakt gebruik van nieuwe prismatische cellen in modules. Om de ASSB-cellen van Solid Power te integreren, heeft BMW het bestaande platform aangepast met nieuwe module-concepten. BMW en Solid Power werken sinds 2022 samen om de technologie voor toekomstige elektrische autobatterijen verder te verbeteren.
Al in december 2022 maakte BMW plannen bekend om de technologie van Solid Power in licentie te gebruiken voor een nieuwe prototypelijn voor vaste cellen in het Cell Manufacturing Competence Center (CMCC) in Parsdorf.
Mercedes-Benz en Solid-State Batterijen
Mercedes Benz werkt hiervoor samen met het Amerikaanse Factorial Energy en gebruikte hiervoor een aangepaste EQS, uitgerust met solid-state batterijen. Met een verwachte gewichtsbesparing van 40% ten opzichte van de huidige lithium-ion batterijpakketten streeft Factorial naar een actieradius van meer dan 965 kilometer. Dat zijn bereikcijfers die voorheen voor dieselmotoren van toepassing waren, en ondanks toegenomen efficiency en laadsnelheid bijzonder mooie prestaties blijven.
De mijlpaal van Mercedes kwam ironisch genoeg nadat Martin Schuster, vice-president van de volgende generatie batterijtechnologie van de BMW Group, in februari aan Autocar vertelde dat solid-state batterijen nog te duur zijn en dat de huidige lithium-ionbatterij nog een lange weg te gaan heeft.
Nu werkt BMW in het i7 studiemodel dus alsnog zelf ook aan de solid-state batterij.
BYD Investeert in Solid-State Technologie
Ook buiten Europa wordt trouwens fors in battery tech geïnvesteerd en laat bijvoorbeeld BYD van zich horen. Sun Huajun, de CTO van BYD's batterijtak (Shenzhen BYD Lithium Battery Co), zei eerder dit jaar dat het bedrijf verwacht haar eerste elektrische auto's met volledig solid-state batterijen in 2027 op de markt te brengen. In de huidige markt geldt BYD al als een van de leveranciers met de meest efficiënte batterijen en wordt het Chinese concern ook gezien als een toonaangevende speler op het gebied van EV-techniek.
Recent bleek tijdens onze test van de BYD Seal nog eens de uitstekende range en het erg lage energieverbruik van deze toch relatief grote auto. Alleen al om die reden moeten de Duitse merken de ontwikkelingen bij BYD serieus nemen en ook zelf blijven investeren in battery-tech.
Alleen al om die reden moeten de Duitse merken de ontwikkelingen bij BYD serieus nemen en ook zelf blijven investeren in battery-tech.
Toyota's Plannen voor Solid-State Batterijen
Toyota ligt op schema om in 2027 of 2028 zijn eerste elektrische productieauto met solid-state batterij (SSB) te lanceren. Solid-state batterijen gelden als de heilige graal voor elektrische auto’s. Ze zijn compacter, lichter en bieden een hogere energiedichtheid dan de huidige lithium-ionaccu’s.
Volgens Keiji Kaita, hoofd van Toyota’s Carbon Neutral Engineering Development Centre, ligt de ontwikkeling op schema. “De solid-state batterij is cruciaal voor de toekomst. Toyota toonde eerder al een werkend prototype dat goed zou zijn voor maar liefst 1200 kilometer rijbereik. De eerste auto met deze accu wordt waarschijnlijk een Lexus - vermoedelijk de opvolger van de iconische LFA - of een supersportieve Toyota GR.
Naast prestaties richt Toyota zich ook op duurzaamheid. Het merk wil de CO₂-uitstoot bij de productie van batterijmaterialen verlagen en de levensduur van batterijen verlengen. Hoewel de eerste generatie solid state batterijen vooral voor duurdere auto’s bedoeld is, onderzoekt Toyota ook toepassingen in bedrijfswagens en latere volumemodellen.
Voor bestaande platforms ontwikkelt het merk ondertussen een plattere lithium-ionaccu. Die zou een lagere carrosserie en meer interieurruimte mogelijk maken.
Toyota heeft zich heel lang en heel publiekelijk afgezet tegen de elektrische auto. Het merk wilde liever honderd auto’s zuiniger maken met kleine hybrideaccu’s dan met dezelfde grondstoffen één elektrische auto bouwen. En daar zit wat in. Het merk kan er ook niet meer omheen en werkt nu ook aan een aanbod van meerdere elektrische auto’s.
Sterker nog: ze werken er hard aan om de concurrentie omver te blazen met de ‘heilige graal onder de EV-batterijen’.
Dat hele heilige-graal-gebeuren, dat zijn onze woorden. Toyota is iets meer bescheiden. Het verhaal is dat ze in 2028 verwachten een solid-state batterij uit te kunnen brengen, zo meldt het merk aan TopGear.
Bijna alle merken werken er hard aan om deze batterijtechniek op de markt te brengen. Een eerder prototype van een voertuig met deze batterij kon 1.200 kilometer op één acculading halen.
Volgens Toyota is de batterij twee keer zo krachtig als de huidige generatie batterijen. Hierdoor is de actieradius potentieel drie keer zo groot. En de accu zou drie keer zo lang meegaan voordat ie rijp is voor de sloop. Je zou dus met een batterij die een derde van het formaat en het gewicht heeft dezelfde actieradius kunnen halen als EV’s nu hebben. Ook schijnt de accu een stuk minder gevoelig te zijn voor brand.
Toyota wil nog niet zeggen in welke auto de solid-state batterij als eerste komt. Ook verklappen ze nog niet of het een Toyota of een Lexus wordt. We verwachten overigens niet gelijk dat de auto 1.200 kilometer kan rijden. Het draait Toyota vooral om het verlagen van de CO2-uitstoot tijdens de productie. Dus ze zullen liever twee auto’s met 600 kilometer actieradius bouwen met dezelfde uitstoot. De totale uitstoot van een EV met solid state-batterij zou 75 procent minder zijn dan een huidige EV.
Stellantis Investeert in Factorial Energy
De aankondiging is het gevolg van een eerdere investering van Stellantis van 75 miljoen dollar (69 miljoen euro) in batterijbouwer Factorial, die een nieuw type batterij ontwikkelde.
Op papier zijn de prestaties indrukwekkend. De actieradius van de batterij wordt geschat op 600 mijl, ofwel 965 kilometer. Ter vergelijking: de meeste goede elektrische auto’s uitgerust met een lithiumbatterij komen niet verder dan 500 tot 600 kilometer.
De solid state-batterijen van Factorial komen niet alleen verder, ze zijn ook een stuk lichter. Het gewicht is 40 procent minder dan van lithium-ionbatterijen. Ook neemt dit nieuwe type batterij 33 procent minder ruimte in beslag. Andere voordelen van solid state-batterijen zijn dat ze sneller opladen en minder gebruik maken van schaarse metalen als lithium en kobalt.
Stellantis en Factorial verwachten door deze eigenschappen te kunnen bijdragen aan betaalbaardere elektrische auto’s.
Vanaf 2026 rijdt er een aantal Dodges op de weg om de batterij onder normale omstandigheden te testen. Om hoeveel Dodges het precies gaat en hoe lang de proefperiode loopt, is niet bekend.
Uiteindelijk wil Stellantis, bekend van merken als Citroën, Peugeot en Opel, dit type batterij ook in andere auto’s gebruiken. Het wrange is alleen dat de autobouwer kiest voor de merken van groter formaat, zoals Jeep, Dodge en Chrysler.
Stellantis redeneert dat juist grote SUV’s gebaat zijn bij nieuwe, lichtgewicht batterijen, terwijl je je in het kader van duurzaamheid kunt afvragen hoe groot de milieuwinst uiteindelijk wordt.
De potentie van solid state-batterijen is in ieder geval groot. En door de aankondiging van Stellantis lijkt de ontwikkeling ervan misschien wel verder dan voorheen werd gedacht.
De testen op de weg moeten de komende jaren uitwijzen of de technologie de verwachtingen waar kan maken.
NIO en Solid-State Accu's
De Chinese startup NIO heeft naam gemaakt met snel uitwisselbare accu’s. Het merk heeft al eens gezegd dat het ook de Europese markt op wil. Voor de Europese markt zet het Chinese merk misschien wel de ET7-sedan in.
Deze ET7 wordt meteen de eerste sedan voor NIO, dat tot dusver drie SUV’s in het programma heeft. De NIO ET7 lijkt sterk op het twee jaar geleden getoonde studiemodel ET. Uiteraard zet NIO met deze sedan weer een volgende stap in de ontwikkeling van de designtaal van het Chinese merk verder.
Als je in China woont, kun je al een pre-order voor de ET7 plaatsen, waarvan de productie is gepland voor het eerste kwartaal van 2022. Vooralsnog kun je hem alleen bestellen met ‘normale’ accupakketten van 70 en 100 kWh. Die accupakketten zouden, mede dankzij de gunstige cW-waarde van 0,23, goed moeten zijn voor een actieradius van 500 en 700 kilometer volgens de verouderde NEFZ-cyclus. Als we naar de WLTP-norm kijken, dan zal de actieradius ongeveer 300 en 500 kilometer bedragen.