De hele wereld zit erop te wachten. Een batterij die bij hetzelfde gewicht veel meer energie opslaat dan de accu’s die vandaag auto’s te zwaar maken en telefoons te weinig puf geven. Een manier om die energiedichtheid op te jagen, is het gebruik van silicium als materiaal voor de anode van een batterij. Maar het is een hele toer om dat buiten het lab werkend te krijgen.
Nieuwe mijlpaal LeydenJar
Vandaar dat batterij-startup LeydenJar triomfantelijk een nieuwe technische mijlpaal meldt: zijn batterij kan 500 keer volledig opladen en weer ontladen.
‘Als je een anode van puur silicium gebruikt, krijg je een megahoge energiedichtheid, maar niemand slaagt erin die anode stabiel te krijgen’, legt Ewout Lubberman uit, head of product bij LeydenJar. ‘Als je de batterij ontlaadt en oplaadt, verkruimelt het materiaal na verloop van tijd.’
Het grote probleem met silicium is namelijk dat het uitzet en inkrimpt tijdens het laden en ontladen, waardoor een batterij interne schade oploopt. LeydenJar lost dit op door het silicium een poreuze, sponsachtige structuur mee te geven die deze beweging kan opvangen. Een goed idee, maar om het geschikt te maken voor toepassing in de praktijk was nogal wat bloed, zweet en tranen nodig.
De technologie voor het productieproces heeft LeydenJar overgenomen uit de solarindustrie en werkt met plasma-depositie. ‘Een heel ander proces dan bij de klassieke anodes van grafiet, die worden gemaakt door een goedje uit te smeren over de folie en te laten uitharden. Toen wij net begonnen, hadden we een siliciumbatterij die een handvol keren meeging. Door de jaren heen is dat steeds verder gegaan: twee, drie jaar geleden haalden we 200 cycli, nu zitten we op 500 en eigenlijk wel 600.’
Olifanten op een smartphone
Wat de doorbraak extra bijzonder maakt, is dat de batterij zo lang meegaat zonder druk. Veel concurrenten van LeydenJar lossen het krimpprobleem op door enorme druk op de batterij te zetten. ‘Zeg maar drie olifanten op een smartphone. Dat werkt natuurlijk niet in zo’n klein apparaat, al zou je in een autobatterij met dikke stalen platen een eind komen.’
De 500 laadcycli die LeydenJar nu haalt, betekenen bij gebruik in een oortje of smartwatch dat de batterij na vijf jaar gebruik nog 80 procent van zijn oorspronkelijke capaciteit heeft. In de wereld van de consumentenelektronica is dat voldoende, zodat de anode uit Leiden in principe de markt op kan.
Eerste productie al uitverkocht
Zover is het nog niet. Op het Eindhovense Strijp-T bouwt LeydenJar op dit moment zijn eigen fabriek. In 2026 moet die helemaal ingericht zijn, zodat in 2027 de productie kan starten. Het anodemateriaal komt dan als een ellenlange folie van de band rollen, folie dat vervolgens wordt verwerkt tot een batterij.
‘We beginnen eerst kleiner en voeren de productie gefaseerd op’, zegt Lubberman. ‘We verwachten dat de productie vanaf dag één uitverkocht zal zijn. We hopen snel een eerste afnamecontract met een belangrijke klant aan te gaan.’
Saillant detail: voor die batterijfabriek had LeydenJar de financiering van tientallen miljoenen al rond. Toch hij kon vorig jaar bijna niet worden gebouwd, omdat er geen stroomaansluiting voor beschikbaar was. En dat voor een technologie die in potentie kan bijdragen aan het oplossen van de netcongestie. ‘Via onze huisbaas hebben we alsnog een stroomallocatie kunnen krijgen, al is de aansluiting kleiner dan we zouden willen.’
Kleine batterijen voor wearables
De eerste fabriek van LeydenJar krijgt een capaciteit van 70 megawattuur. ‘Dat is relatief klein, maar genoeg voor kleine batterijtjes voor wearables. We kunnen straks tientallen miljoenen devices per jaar van een batterij voorzien. In een auto zit natuurlijk ontzettend veel meer aan batterij dan in een wearable. Voor die schaal zijn we al in de oriënterende fase voor een volgende fabriek.’
Want de route naar de markt loopt via consumentenelektronica naar de automotive sector. LeydenJar test al met ‘een groot deel van de grootste bedrijven van de wereld’, ook autofabrikanten.
Lees ook: De hele wereld wacht op de superbatterij van challenger LeydenJar
Zelf produceren in plaats van licenties
Waarom LeydenJar al die kilometers anodefolie zelf wil produceren? ‘Natuurlijk overwegen we een licentiemodel. Als startup wil je in de regel zo min mogelijk zelf doen en licenties hebben een hoge marge. Maar de reden dat we er niet voor kiezen: andere mensen lossen niet de problemen op die we tegenkomen in het productieproces. Dat stabiel krijgen, vergt een heleboel kennis en ervaring die we graag in eigen huis ontwikkelen.’
LeydenJar claimt dat het van alle partijen die hun best doen op 100 procent silicium anodes degene is die zijn batterij het meeste uithoudingsvermogen meegeeft. Amerikaanse concurrenten als Sila, opgericht door een voormalig Tesla-batterij-expert, en Group14 Technologies halen ook redelijk wat cycli, maar bevatten minder silicium en halen daardoor niet de energiedichtheid die hun Nederlandse concurrent bereikt.
Lubberman kan maar één concurrent noemen die ook met 100 procent silicium werkt: het beursgenoteerde Amprius. ‘Maar die krijgt dat nog niet stabiel, meer dan 100 cycli lukt daar niet.’
E-magy als goede buur
Opmerkelijk genoeg heeft Nederland nóg een startup die met een siliciumanode batterijen wil opvoeren, E-Magy. ‘Inderdaad, zij proberen hetzelfde probleem op te lossen, maar op een heel andere manier dan wij. We hebben goed contact, trekken soms samen op en het is een leuke goede buur. Maar als concurrenten praten we niet over waar we exact mee bezig zijn. Let the best company win, zou ik zeggen.’
Lees ook: Van LeydenJar tot Elestor en E-magy: Nederlandse batterij-startups kunnen wereldtop worden
