BLKstudio/Shutterstock

Op de hedendaagse wegen domineren twee verschillende voertuigcategorieën:elektrische voertuigen (EV’s) en auto’s met conventionele verbrandingsmotoren (ICE). Hoewel ze een gemeenschappelijk doel delen:het vervoeren van passagiers, zijn er grote verschillen in de manier waarop ze zichzelf van stroom voorzien, vooral als het om batterijtechnologie gaat.

Zowel EV's als ICE-auto's zijn afhankelijk van batterijen om elektrische energie op te slaan. EV-batterijen worden opgeladen via externe bronnen, zoals thuisladers of openbare stations. ICE-auto's gebruiken daarentegen een loodzuuraccu die voortdurend wordt opgeladen door de dynamo van de motor. Eenmaal opgeladen zorgt elke batterij ervoor dat de elektrische systemen van een voertuig onafhankelijk van het elektriciteitsnet werken. De overeenkomsten houden daar op; de verschillen beginnen.

Vanuit technisch perspectief komen de batterijen in wezen uit verschillende werelden. Het batterijpakket van een EV is vergelijkbaar met een matras van twee maten:een halve ton zwaar, samengesteld uit honderden cellen en gebouwd met een reeks zeldzame metalen. De accu van een ICE-auto is een eenvoudige loodzuureenheid, klein, goedkoop en goed begrepen. Laten we, om de verschillen te benadrukken, ze door drie lenzen bekijken:chemie, omvang en energiecapaciteit.

Verschillen in de chemie:lood versus lithium

Sinhyu-fotograaf/Shutterstock

Loodzuuraccu’s, die al meer dan een eeuw in ICE-voertuigen worden gebruikt, bevatten looddioxide, loodsulfaat, zwavelzuur en puur lood. De elektroden zijn voornamelijk loodoxiden, soms gemengd met tin, antimoon of calcium. De rest van de batterij is meestal van plastic.

EV’s maken bijna universeel gebruik van lithiumionchemie. Lithium-ionbatterijen worden gewaardeerd om hun lichte gewicht en hoge energiedichtheid, waardoor ze ook ideaal zijn voor smartphones, tablets en laptops. Naast lithium bevatten EV-batterijen vaak mangaan-, kobalt-, nikkel- en koolstofverbindingen zoals grafiet en staal. Hoewel ze niet geclassificeerd zijn als zeldzame aardmetalen, zijn veel van deze materialen schaars. Daarom worden gebruikte EV-batterijen vaak gerecycled vanwege hun waardevolle inhoud.

Loodzuurbatterijen worden ook op grote schaal gerecycled:ongeveer 99% van de gebruikte eenheden wordt teruggewonnen voor lood. Hoewel het extractieproces goedkoop is, brengt het aanzienlijke milieu- en gezondheidsrisico's met zich mee, die de voordelen van recycling teniet kunnen doen.

Verschillen in afmetingen:broodroosterformaat versus matrasformaat

Peepo/Getty Images

ICE-batterijen zijn alleen ontworpen om de elektronica en de ontsteking van een auto van stroom te voorzien, en worden continu opgeladen terwijl de motor draait. EV-batterijen moeten echter voldoende stroom leveren om het hele voertuig urenlang zonder opladen te kunnen voortbewegen. Deze vereiste leidt tot een enorme toename in omvang en gewicht.

Een standaard loodzuuraccu weegt doorgaans 30 tot 50 pond. Een EV-batterij kan variëren van 1.000 tot 2.000 pond. Om u een concreet voorbeeld te geven:de Nissan Leaf-batterij van 40 kWh meet ongeveer 62 x 47 x 10,5 inch, ongeveer 30.000 kubieke inch, het formaat van een tweelingmatras.

EV-batterijen worden vaak verborgen onder de vloer van het voertuig om de ruimte te maximaliseren en het gewicht efficiënt te verdelen. Deze plaatsing helpt ook de rugzak te beschermen tegen schokken en houdt het zwaartepunt van het voertuig laag.

Verschillen in capaciteit:een auto verplaatsen versus de radio aanzetten

asharkyu/Shutterstock

Lithium-ionbatterijen hebben een energiedichtheid van ongeveer 150–250 Wh/kg, vergeleken met 30–40 Wh/kg voor loodzuur. Ze hebben ook een lagere massadichtheid (lithium heeft een lagere dichtheid dan lood), waardoor EV-batterijen energie- en ruimte-efficiënter zijn.

Typische EV-batterijcapaciteiten variëren van 75 kWh tot 135 kWh, waarbij grotere elektrische vrachtwagens verder gaan dan 200 kWh. Eén oplaadbeurt kan een bereik van ongeveer 200 mijl opleveren. Daarentegen kan een standaard 12 V-loodzuuraccu ongeveer 48 Ah bevatten, wat iets minder dan 0,6 kWh is. Om de energie van een EV-batterij van 100 kWh te evenaren, heb je meer dan 160 loodzuurbatterijen nodig.