Toyota's roadmap voor geavanceerde batterijtechnologie

• Drie nieuwe batterijtechnologieën met vloeibare elektrolyten die meer vermogen leveren, een grotere actieradius bieden, sneller opladen en goedkoper zijn
• Doorbraak op het vlak van solid-state doet de focus verschuiven van ontwikkeling naar massaproductie
• Technologie om de hoogte van de batterij te verkleinen is cruciaal om de actieradius te vergroten

Bij de opening van zijn BEV Factory heeft Toyota bekendgemaakt dat het in 2026 zal starten met de productie van zijn BEV's (batterij-elektrische voertuigen) van de volgende generatie. Toyota wil BEV's met geavanceerde specificaties op de markt brengen, die geliefd zijn omwille van het rijplezier dat ze bieden. Ze zullen niet alleen anders worden ontworpen en gebouwd, maar ze zullen ook worden aangedreven door verscheidene nieuwe geavanceerde batterijen die speciaal werden ontworpen om de diverse behoeften en verwachtingen van de klanten van Toyota te overtreffen.

Tijdens een recente technische workshop met als thema “Let’s Change the Future of Cars”, deelde Toyota een eerste inzicht in zijn doorbraaktechnologieën voor BEV's van de volgende generatie. Takero Kato, voorzitter van Toyota’s BEV Factory, gaf aan dat de BEV's van de volgende generatie vanaf 2026 op de markt zullen komen en dat 1,7 mln. van de 3,5 mln. BEV's die Toyota tegen 2030 verwacht te kunnen verkopen, modellen van die volgende generatie zullen zijn. Hij benadrukte ook dat de nieuwe batterijtechnologieën cruciaal zullen zijn opdat BEV's een breder publiek en hun behoeften zouden aanspreken.

"We zullen verschillende varianten van batterijen nodig hebben, net zoals we verschillende varianten van motoren hebben. We moeten batterij-oplossingen bieden die compatibel zijn met verschillende modellen en behoeften van klanten" zei Takero Kato

Toyota heeft vier batterijen van de volgende generatie voorgesteld, zowel geavanceerde evoluties met zowel vloeibare als vaste elektrolyten en blikte vooruit op twee volgende stappen in de technologie van batterijen met vaste elektrolyten:

Verbeterde prestaties van batterijen met vloeibare elektrolyten

Batterijen met vloeibare elektrolyten - op dit moment de mainstream-technologie voor BEV's - worden door Toyota verder ontwikkeld om energiedichtheid, kostenconcurrentievermogen en oplaadsnelheden te verbeteren. Voor batterijen met vloeibare elektrolyten worden drie technologieën ontwikkeld - ‘Performance’, ‘Popularisation’ en ‘High Performance’:

1. Performance [lithium-ion]

De Performance lithium-ionbatterij die samen met de BEV's van de volgende generatie in 2026 op de markt zal worden gebracht, zal - in combinatie met verbeterde aerodynamica en lager gewicht van de wagen - de actieradius van BEV's vergroten tot meer dan 800 km.

Bovendien denken we dat de Performance-batterij:

• 20% goedkoper zal zijn (ten opzichte van de huidige bZ4X BEV)
• snel zal kunnen opladen, in 20 minuten of minder (SOC*¹ = 10-80%)
• Timing: wordt verwacht in 2026

2. Popularisation [lithium-ijzerfosfaat]

Toyota ontwikkelt hoogwaardige, goedkopere batterijen om de aantrekkingskracht van BEV's te vergroten door klanten verschillende batterij-opties te bieden, vergelijkbaar met de keuze aan aandrijflijnen die we vandaag kennen.
​De Popularisation-batterij die in 2026-2027 wordt verwacht, maakt gebruikt van de bipolaire technologie waarvan Toyota een pionier was en die het bevestigt met zijn NiMh-batterijen voor hybride elektrische voertuigen, in combinatie met het goedkope lithium-ijzerfosfaat (LiFePO) als kernmateriaal.

Bovendien denken we dat de Popularisation-batterij:

• een 20% grotere actieradius zal bieden (ten opzichte van de huidige bZ4X)
• 40% goedkoper zal zijn (ten opzichte van de huidige bZ4X)
• snel zal kunnen opladen, in 30 minuten of minder (SOC*¹ = 10-80%)
• Timing: wordt verwacht in 2026-27

3. High-Performance [lithium-ion]

Toyota ontwikkelt ook een High Performance-batterij, die in 2027-2028 wordt verwacht. Ze combineert de bipolaire structuur met lithium-ionchemie en een hoge nikkelkathode voor betere prestatie en een grotere actieradius tot meer dan 1000 km, wanneer gecombineerd met verbeterde aerodynamica en lager gewicht van de wagen.

Bovendien denken we dat de High-Performance-batterij:

• 10% goedkoper zal zijn dan de Performance-batterij
• snel zal kunnen opladen, in 20 minuten of minder (SOC*¹ = 10-80%)
• Timing: wordt verwacht in 2027-28

Doorbraak met solid-state batterijen [lithium-ion]

Het werd al lang beschouwd als een potentiële gamechanger voor BEV's, en nu heeft Toyota een technologische doorbraak gerealiseerd in zijn poging om de duurzaamheid van solid-state lithium-ionbatterijen te verbeteren.

De solid-state batterijen van Toyota beschikken over een vast elektrolyt, waardoor de ionen sneller bewegen en er een grotere tolerantie bestaat ten opzichte van hoge spanningen en temperaturen. Deze eigenschappen maken solid-state batterijen geschikt voor snel opladen en ontladen, en meer vermogen leveren in een kleinere vorm. Tot op heden ging dit ten koste van de verwachte levensduur van de batterij. Maar recente technologische ontwikkelingen bij Toyota bieden een oplossing en hebben de focus van het bedrijf doen verschuiven van ontwikkeling naar massaproductie van solid-state batterijen. Het doel is klaar te zijn voor commercieel gebruik in 2027-28.

Was het oorspronkelijk de bedoeling om solid-state te introduceren in HEV's, dan ligt de focus van Toyota nu eerst op de BEV's van de volgende generatie. We denken dat Toyota's eerste solid-state batterij:

• een 20% grotere actieradius zal bieden ten opzichte van de Performance-batterij (ongeveer 1200 km)
• snel zal kunnen opladen, in 10 minuten of minder (SOC*¹ = 10-80%)

Verdere ontwikkelingen op het vlak van solid-state

Toyota heeft al een solid-state lithium-ionbatterij met hogere specificaties in ontwikkeling die ernaar streeft de actieradius met 50% te vergrote in vergelijking met de Performance-batterij.

Optimalisatie van de batterijhoogte om de actieradius te vergroten

Aerodynamica speelt een cruciale rol in het bepalen van de actieradius van alle voertuigen. Het spreekt voor zich dat er steeds meer aandacht gaat naar het verlagen of optimaliseren van de Cd (luchtweerstandscoëfficiënt) om de actieradius van BEV's te vergroten. Toyota gaat een stap verder en legt de focus op CdA (Cd vermenigvuldigd met A, de frontale oppervlakte).

Centraal in de redenering van Toyota staat de hoogte van de batterij die gewoonlijk onder de vloer van de auto wordt geplaatst. Dit kan leiden tot een groter totaalgewicht van de auto, met als gevolg een onevenredig sneeuwbaleffect op CdA en dus ook op de actieradius. Als de hoogte van de batterij kan worden verlaagd, kan ook de hoogte van de wagen worden verlaagd, de CdA verbeterd en de actieradius vergroot. Daarom ontwikkelt Toyota ook een 'ever-flatter' ('steeds platter') batterijtechnologie.

De hoogte van de huidige accu bZ4X, inclusief behuizing, bedraagt 150 mm. Toyota wil dit terugbrengen tot 120 mm, en zelfs tot 100 mm voor krachtige sportwagens waarin een lage positie gewenst is.

Deze kleinere hoogten van batterijen kunnen een positieve invloed hebben op actieradius, rijgedrag en vormgeving, afhankelijk van hoe de batterijen in de wagen worden geplaatst.

*¹ SOC – State of Charge (laadstatus)