Edison droomde al van auto’s op batterijen

Vandaag de dag kunnen we niet zonder batterijen. Van smartphones tot auto’s, een groot deel van de voorwerpen die we dag in dag uit gebruiken, is afhankelijk van batterijen.

Toch betekende de uitvinding van de batterij niet meteen dat iedereen meteen een draagbare krachtbron bij zich had. De eerste batterij was dan ook niet bepaald een makkelijk draagbaar ding. De eerste batterijen bestonden vaak uit een reeks aan elkaar gekoppelde condensatoren, die samen een zekere hoeveelheid energie konden opslaan. Die condensatoren bestonden uit grote glazen flessen, de beroemde Leidse flessen, water en elektrodes. Er was nog een ‘elektriseermachine’ nodig om die energie weer in bruikbare stroom om te zetten. De naam batterij was afgeleid van een militaire batterij, een reeks kanonnen die naast elkaar waren opgesteld. Daarmee was de batterij aan het eind van de achttiende en in het begin van de negentiende eeuw vooral een bijzonder experiment, maar niet bepaald iets dat je in je broekzak steekt.

Edison: alle auto’s elektrisch

Toch was de toon gezet, en al werden er meer bruikbare batterijen uitgevonden. De krachtbonnen werden al snel gebruikt om bijvoorbeeld telegraafverbindingen van energie te voorzien. De gebruiksvriendelijkheid van een batterij werd vooral gemeten aan de levensduur, een batterij moest zo lang mogelijk meegaan. Formaat en gewicht waren van minder belang. Telegraafverbindingen gingen toch nog van gebouw naar gebouw. Toch waren er al uitvinders die probeerden batterijen te gebruiken voor de aandrijving van voertuigen. Het eerste patent op de elektrische fiets werd al in 1890 aangevraagd, maar omdat de batterijen die zij gebruikten nog veel te groot en te zwaar waren om lekker te kunnen fietsen, werden die uitvindingen geen succes. Toch was de batterij al dusdanig verbeterd dat het al lang niet meer de grote installatie met glazen flessen was. De grote flessen waren al vervangen door kleinere blokken metaal waardoor de batterijen veel handzamer waren. Een lange levensduur hadden ze nog niet, waardoor ze dus niet geschikt waren om voertuigen aan te drijven, zoals Thomas Edison dat voor zich zag, maar ze waren al wel geschikt om bijvoorbeeld de lampen van mijnwerkers van stroom te voorzien, of radio’s’.

Alkaline batterijen

Zulke batterijen op basis van vaste stoffen in plaats van water of vloeibaar zuur hadden meer voordelen. Ze boden de mogelijkheid om ze ‘oplaadbaar’ te maken. Hoewel opladen technisch gezien niet helemaal de juiste term is. De eerste oplaadbare batterijen werden al in 1899 in Zweden uitgevonden en verkocht, al waren ze wel heel erg duur. De batterijen op basis van het metaal alkaline, waren stabieler en goedkoper om te maken, maar konden nog altijd maar een beperkt aantal keer opnieuw opgeladen worden.

Doorbraak: lithium-ion

Een doorbraak daarin was de uitvinding van de lithium-ion batterij in de jaren 80 van de vorige eeuw. De lithium batterij bestond al, maar die was nog niet oplaadbaar. Sterker nog, het opladen van de allereerste lithiumbatterijen was vaak nog gevaarlijk! De uitvinding die Akira Yoshino deed in 1981 maakte daar een einde aan. De manier waarop hij de verschillende delen van een lithium-ion batterij scheidde, zorgde ervoor dat de batterijen die op die manier gemaakt werden, efficiënt, veilig en klein waren.

Al snel werden de lithium-ion batterijen overal gebruikt. Camera’s en mobiele telefoons waren in de jaren 90 de eerste toepassingen, die konden nu opeens worden voorzien van veel kleinere accu’s.

Edisons droom toch uitgekomen?

Een groot voordeel voor fabrikanten was dat ze daardoor in hun ontwerpen niet meer ast hoefden te houden aan de standaardmaten van gewone batterijen. Doordat de lithium-ion batterijen makkelijk op te laden zijn zonder dat ze uit het apparaat gehaald moeten worden, zijn ze veel eenvoudiger in ieen ontwerp te verwerken. Geen grote kleppen meer om een batterij ergens in of uit te halen, maar een klein gaatje waar je makkelijk een oplader in prikt. De aansluiting voor een hoverboard lader kon zo makkelijker in het ontwerp van een oxboard worden verwerkt, dan een gewone set batterijen. Daarmee zijn lithium-ion batterijen tegenwoordig in veel apparaten terug te vinden. Niet alleen maar in kleine apparaten zoals een telefoon, maar ook in auto’s. Is Edisons visie toch nog een beetje uitgekomen.