Een baanbrekende studie die mythes over batterijveroudering ontkracht: EV-batterijen zijn eigenlijk gebouwd om lang mee te gaan

De adoptie van elektrische voertuigen groeit wereldwijd, met bijna één op de vijf verkochte auto’s in 2023 die elektrisch zijn. Terwijl elektrische voertuigen nieuwe records blijven vestigen, zijn er zorgen onder mensen over de levensduur van hun batterijen. 

Batterijtechnologie staat centraal in de EV-revolutie omdat deze de voertuigen aandrijft en de oplaadsnelheid, actieradius en algehele prestaties bepaalt. EV’s gebruiken doorgaans oplaadbare lithium‑ionbatterijen, die een hoge energiedichtheid hebben en daardoor meer vermogen leveren voor hun formaat.

De levensduur van de batterij blijft echter een belangrijk punt van zorg voor consumenten, naast actieradiusangst en laadtijd en -infrastructuur, met betrekking tot deze technologie die hun percepties beïnvloedt. Omdat de percepties van consumenten over de technologie een sleutelrol spelen bij de acceptatie van EV’s, is het belangrijk hun zorgen en verwachtingen te begrijpen. 

Het probleem is dat sociale media en nieuwsartikelen bijdragen aan het vormen van de perceptie van een hoge restwaarde‑verlies van EV’s door batterijveroudering. 

Met gebruikte EV’s die worden beschreven door de media als ”op de planken liggend als lood,” bewerend dat de snelle veroudering van de batterij de actieradius aanzienlijk vermindert, heeft dit veel consumenten ertoe gebracht gebruikte EV’s als onbruikbaar te zien. 

Dus nam een nieuwe studie de taak op zich te onderzoeken of de zorgen over voortijdige veroudering daadwerkelijk gerechtvaardigd zijn. Bovendien werden meer dan 7.000 voertuigen geanalyseerd om diepgaande inzichten te bieden in de levensduur van batterijen en de restwaarde van voertuigen. 

Uitgevoerd door AVILOO, een wereldleider in batterijdiagnostiek voor elektrische auto’s en plug‑in hybride voertuigen, toont de studie aan dat EV‑batterijen een lange levensduur behouden, zelfs bij intensief gebruik. 

Hoewel de levensduur van batterijen varieert per fabrikant en leeftijd, kunnen ze verwacht worden om te concurreren met en zelfs de levensduur van aandrijflijncomponenten in voertuigen met een verbrandingsmotor (ICE) te overtreffen. 

De studie vond dat de meeste batterijen meer dan 80 % van hun oorspronkelijke capaciteit behouden en daardoor veel langer bruikbaar zijn dan de gebruikelijke garantietermijn. Technologische vooruitgang helpt daadwerkelijk de prestaties en duurzaamheid van de batterijen te verbeteren, wat door de gebruiker verder geoptimaliseerd kan worden. 

Wat bepaalt eigenlijk de levensduur van een batterij?

Bij het onderzoeken van wat precies bepaalt hoe lang de gezondheid van een batterij duurt, vond de studie dat het hun resterende capaciteit is die de beslissing bepaalt.

Net zoals dingen na verloop van tijd slijten en hun potentieel verliezen, doen batterijen dat ook. De capaciteit en efficiëntie van een batterij worden van nature verminderd naarmate de tijd verstrijkt. Dit proces wordt aangeduid als kalenderveroudering, wat tijdgerelateerd is, en cyclische veroudering, wat gebruiksgerelateerd is.

Kalenderveroudering is het gevolg van chemische structuren binnen de batterijcellen die in de loop van de tijd veranderen, zelfs als deze niet actief wordt gebruikt. Ondertussen ontstaat cyclische veroudering door de stress van herhaalde laad‑ en ontlaadcycli. 

Samen degraderen deze twee processen de staat van gezondheid (SoH) van de batterij, wat een negatieve invloed heeft op zowel de energieopslagcapaciteit als de algehele prestaties. 

SoH is hier een belangrijke maat die de mate van batterijveroudering weergeeft, maar er bestaat geen gestandaardiseerde definitie, aangezien fabrikanten verschillende berekeningsmethoden en doelen hanteren. De studie gebruikte het ondertussen om eenvoudig uitsluitend te verwijzen naar de batterijcapaciteit.

Hoe ernstig is de batterijveroudering nu echt onder real‑world omstandigheden? Om het antwoord op deze vraag te vinden, gebruikte de studie eerst 50 voertuigen uit de P3‑elektrische vloot om batterijveroudering te onderzoeken, rekening houdend met het rij‑ en laadgedrag van eigenaren om de variaties tussen gebruik en fabrikanten vast te leggen.

Vervolgens gebruikte Aviloo gegevens van meer dan 7.000 voertuigen met tot 300.000 kilometer kilometerstand voor een gedetailleerde kwantitatieve analyse van batterijveroudering in relatie tot de gereden kilometers.

In tegenstelling tot andere onderzoeken, die academische en laboratoriumdata gebruikten, maakte deze studie gebruik van echte voertuigdata, waardoor externe invloeden konden worden meegenomen. Aviloo, dat batterijdiagnostiek uitvoert, heeft meer dan 60.000 capaciteitsmetingen uitgevoerd. 

In deze tests sluit de gebruiker de AVILOO Box aan op de OBD‑interface van het voertuig en rijdt tot de batterij daalt van 100 % naar 10 %. Gedurende deze tijd blijft de Box gegevens verzamelen en in realtime naar de servers van het bedrijf verzenden, die de data vervolgens valideren en analyseren. Dit stelt hen in staat de SoH van de batterij te leveren, wat wordt berekend door de huidige haalbare energie te vergelijken met de energie die beschikbaar is wanneer de batterij nieuw is.

Batterijveroudering gebeurt veel langzamer dan gedacht 

Als het om elektronica gaat, maken consumenten zich altijd zorgen over hun batterijen. Hoe lang gaan apparaten mee op één lading? Moeten ze de hele dag opgeladen worden? Er zijn veel vragen, en hetzelfde geldt voor EV’s, die duur zijn, nog meer dan hun ICE-tegenhangers.

Dus, is het logisch dat er ook serieuze zorgen bestaan onder mensen over batterijdegradatie in elektrische voertuigen. 

Deze zorgen zijn echter grotendeels ongegrond, aangezien de studie aantoonde dat de capaciteitdegradatie van de batterij veel langzamer is dan wat ervan werd aangenomen. 

Deze degradatie vindt voornamelijk plaats in de beginfase. Dus in de eerste 30.000 kilometer versnelt de capaciteitdegradatie, alleen om vervolgens te stabiliseren en bijna lineair voort te gaan. De observatie van de velddata bevestigt dat de batterijdegradatie in latere gebruiksfases aanzienlijk lager is dan in de initiële fase. 

Wat de initiële capaciteitsverlies veroorzaakt, is de SEI‑laag (solid electrolyte interphase), die zich tijdens de eerste laad‑ en ontlaadcycli op de anode vormt. Wanneer deze laag begint te vormen, wordt lithium omgezet in degradatieproducten, waardoor de hoeveelheid die beschikbaar is voor energieopslag afneemt. Zodra deze laag gestabiliseerd is, vertraagt het capaciteitsverlies ook aanzienlijk.

Volgens de gegevens had de meerderheid van de batterijen een SoH boven de 80 % zelfs na meer dan 200.000 km. 

De gegevens van de P3‑vloot, die gebaseerd is op zwaar gebruikte voertuigen van 3‑5 jaar oud, toonden aan dat bijna allemaal een SOH boven 90 % hadden. Deze “excellent performance” wordt behouden ondanks het feit dat deze voertuigen intensief en op verschillende manieren worden gebruikt en verschillende fabrikanten hebben.

Over het algemeen geven “veldgegevens aan dat, onder real‑world omstandigheden, voertuigen (vooral die met hoge kilometerstand) hun werkelijke capaciteit gedurende een langere periode behouden,” aldus de studie.

Zo kunnen gebruikers de levensduur van hun batterij verlengen

Hoewel het goed is te weten dat onze EV‑batterijen echt lang meegaan, is er een manier om ze te verbeteren? Tenslotte willen we allemaal weten of er iets is dat we kunnen doen om de levensduur van de batterijen van onze elektronische apparaten te verbeteren. En in het geval van elektrische auto’s kunnen we dat zeker doen.

Deze studie van Aviloo geeft verschillende aanwijzingen over hoe EV‑eigenaren hun batterijlevensduur kunnen verlengen. Een van de manieren om dat te bereiken is door factoren aan te pakken die kalenderveroudering veroorzaken, oftewel tijdsdegradatie. Dit houdt in dat het voertuig geparkeerd wordt in een omgeving met gematigde tot lage temperatuur, omdat buitensporige temperaturen chemische reacties versnellen die de capaciteitsdegradatie versnellen.

Wanneer je je EV gedurende langere tijd stil moet laten staan, wordt opnieuw aanbevolen om deze te parkeren met een lage tot gematigde ladingstoestand, tussen 10 % en 50 %. Dit is omdat de staat van lading (SoC) ook de chemische processen in de batterij beïnvloedt. Hoge spanningen hebben de neiging de veroudering van de batterij van je voertuig te versnellen, vooral tijdens langdurige perioden van inactiviteit. 

Nu zullen we de factoren behandelen die cyclische veroudering beïnvloeden, oftewel voertuiggebruik. Hiervoor geeft de studie een ideaal scenario voor laden en ontladen, namelijk het handhaven van een temperatuur binnen een gematigd bereik van 20–50 °C. Houd de temperatuur niet te hoog of te laag wanneer het voertuig in gebruik is omdat beide omstandigheden het verouderingsmechanisme versnellen, zoals verhoogde lithiumafzetting, SEI‑vorming en afbraak van de chemische structuur.

Een andere manier om de batterijlevensduur te verbeteren is om niet vaak snel te laden. Af en toe is het prima en heeft het geen serieuze invloed op veroudering, maar herhaaldelijk snel laden heeft een negatieve impact. 

Het aanpassen van je laadgedrag is een andere aanbeveling. Dus, in plaats van je EV volledig leeg te rijden en vervolgens tot 100 % op te laden, wat de belasting van je batterijen verhoogt en veroudering veroorzaakt, wat je zou moeten doen is de diepte van ontlading laag houden tussen 20 % en 80 %. 

Je wilt misschien ook enkele aanpassingen maken aan je rijgedrag; vermijd lange ritten op hoge snelheid en sterke acceleratie, omdat dit hoge stromen veroorzaakt die de temperatuur verhogen en meer belasting op de batterij leggen. Dus, adopteer een gematigd rijgedrag om de batterijveroudering van je elektrische auto te vertragen.

Hoe zit het met de garantie van EV-fabrikanten?

De studie van Aviloo, die 95 % van alle beschikbare EV‑merken bestrijkt, keek ook naar hoe goed de garantie van elektrische autofabrikanten werkt. De bevindingen tonen aan dat ze het eigenlijk goed doen.

Continue technologische vooruitgang en de groeiende ervaring van producenten hebben fabrikanten in staat gesteld steeds robuustere garanties te bieden, die een resterende capaciteit van ten minste 70 % garanderen tot een bepaalde leeftijd of kilometerstand, afhankelijk van welke eerst wordt bereikt. Onder deze drempel dekt de garantie reparatiemaatregelen om de capaciteit op het gegarandeerde niveau te herstellen.

Voor EV‑batterijsystemen is de huidige standaardgarantie 8 jaar of 160.000 km, wat het dubbele is van de garantie die consumenten ontvangen voor het gehele voertuig en andere componenten. Sommige fabrikanten, zoals Lexus, bieden zelfs verlengde garanties aan.

De gegevens van Aviloo toonden aan dat fabrikanten steeds uitgebreidere garantievoorwaarden bieden omdat de SoH zelden onder de 70 % valt gedurende de garantietermijn.

De studie onderzocht verder de verschillende fasen van de levenscyclus van de batterij in termen van de garantie. De eerste is End‑of‑Warranty (EoW), wanneer de garantie eindigt vanwege verstreken tijd of bereikte kilometerdrempel. Analyse toont aan dat batterijen kunnen blijven gebruikt worden daarna. 

De tweede is End‑of‑First‑Life (EoFL), die zich voordoet ruim vóórdat de batterij 70 % SoH bereikt en kan gebruikt worden in een tweede‑levensapplicatie. De derde fase is End‑of‑Second‑Life (EoSL), die wordt bereikt wanneer de batterij niet langer geschikt is voor verder gebruik en moet worden gerecycled.

Eindelijk, hoeveel is je batterij waard na al het gebruik? 

Nu, hoe zit het met de restwaarde van batterijen? Is er een? De restwaarde, die de geschatte waarde van het voertuig is nadat het gebruikt is gedurende een bepaalde periode, is werkelijk gebleken hoog te zijn hoog.

De restwaarde van de batterij hangt voornamelijk af van twee factoren — de huidige marktprijs van EV’s en de prijs van nieuwe batterijen — en de staat van de gebruikte batterij speelt ook een cruciale rol. 

Het waardeverlies tijdens de garantietermijn hangt voornamelijk af van batterijveroudering en de resterende capaciteit, maar zodra deze verloopt, een groter waardeverlies wordt verwacht, stelt de studie. Dus, het verlies van restwaarde, zoals de studie opmerkt, wordt verwacht in elke levenscyclusfase van de batterij. 

Echter, aan het einde van de eerste levensfase kan de batterij nog steeds een aanzienlijke waarde hebben via een tweede gebruik, afhankelijk van de kosten van nieuwe batterijen. Zodra de EoFL bereikt is, wordt de batterij getest op geschiktheid voor een tweede‑levensapplicatie. 

Zelfs als een batterij ernstig verouderd is, betekent dat volgens Aviloo geen volledig economisch verlies na de eerste of tweede levensfase. Dit is te wijten aan het feit dat grondstoffen zoals lithium, nikkel en koper nog steeds behouden blijven. Deze waardevolle metalen, evenals andere materialen, kunnen daadwerkelijk worden teruggewonnen tijdens recycling. Ze kunnen ook worden gebruikt in nieuwe batterijen en blijven een economisch voordeel opleveren. 

Dus, de waarde van de gebruikte batterij kan worden verhoogd door deze te herverwerken totdat de batterij een minimale waarde bereikt waarvoor een recyclingbedrijf zal betalen, ongeacht de staat van zijn gezondheid.

Bedrijven die de EV-sector leiden

Naarmate EV’s aan populariteit winnen, hebben autofabrikanten wereldwijd hun focus verlegd naar elektrische voertuigen. Dit omvat General Motors (GM ), Lucid Group (LCID ), BMW, Ford (F ), Volkswagen, Volvo, en Rivian Automobile (RIVN ), die allemaal bijdragen aan deze milieuvriendelijke verandering. Ondertussen zijn CATL, LG Energy Solution, Panasonic, QuantumScape (QS ), en Samsung SDI sterk betrokken bij de productie van EV‑batterijen. Nu bekijken we de meest prominente namen in deze sectoren: 

#1. Tesla (TSLA )

Een toonaangevende EV-fabrikant, Elon Musk’s Tesla, staat ook bekend om zijn batterijtechnologie en beheersystemen. Met een marktkapitalisatie van $1,069 biljoen, worden TSLA-aandelen momenteel verhandeld tegen $334,40, een stijging van 33,97 % dit jaar. Het heeft een EPS (TTM) van 3,65 en een P/E (TTM) van 91,27.

De komende Amerikaanse regering schetst een optimistisch beeld voor Tesla-aandelen, aangezien Musk een centrale figuur is geweest in het aandringen op de terugkeer van president‑elect Donald Trump naar het Witte Huis. De tech‑miljardair werd onlangs door Trump, samen met voormalig Republikeinse presidentskandidaat Vivek Ramaswamy, gekozen om het nieuw opgerichte Department of Government Efficiency (DOGE) te leiden.

Wat de financiële resultaten betreft, rapporteerde de Amerikaanse autofabrikant een nettowinst van $2,18 miljard in Q3 2024, een stijging van 16,2 % ten opzichte van een jaar eerder, waarmee het de winst van de Chinese concurrent BYD overtrof, die in dezelfde periode met 11,5 % steeg tot 11,6 miljard yuan ($1,6 mlrd). De winstmarges van Tesla werden echter versterkt door inkomsten uit automotive regulatory credits, die $739 miljoen bedroegen in het kwartaal. De jaar‑tot‑datum omzet van Tesla bedroeg ondertussen $71,98 miljard. Voor het kwartaal rapporteerde Tesla 462.890 voertuigleveringen, en voor volgend jaar is het doel van het bedrijf om meer betaalbare modellen te lanceren.

2. BYD (BYDDY: OTCPK)

BYD is een groot Chinees bedrijf dat EV’s en lithium‑ionbatterijen produceert voor zijn eigen voertuigen en andere voertuigen. Met een marktkapitalisatie van $111,79 miljard, worden BYD-aandelen momenteel verhandeld tegen $66,68, een stijging van 20,64 % dit jaar. Het dividendrendement dat het bedrijf uitkeert is 1,31 %. 

Voor Q3 2024 rapporteerde het een omzet van $28,24 miljard, een stijging van 24 % ten opzichte van een jaar eerder, waarmee het de omzet van Tesla van $25,18 mlrd in dezelfde periode overtrof. De YTD‑omzet van BYD bedraagt ondertussen $70,53 miljard. De sterke cijfers van het bedrijf kwamen ondanks de neerwaartse trend van EV’s in China. In feite, de EV‑gigant verkocht een record aantal auto’s (370.854) in augustus. Interessant genoeg is de helft van de verkopen van BYD hybride auto’s, die sneller groeien dan uitsluitend batterijauto’s. 

Het bedrijf wordt echter geconfronteerd met tegenwind in de vorm van mogelijke tariefverhogingen vanuit de EU, Canada en zelfs de VS. Ondertussen suggereert het laatste rapporten dat BYD zich voorbereidt op een intense prijsoorlog en leveranciers heeft gevraagd om volgend jaar 10 % prijsverlagingen door te voeren. Dit komt terwijl het bedrijf verwacht dit jaar meer dan 4,2 miljoen nieuwe‑energievoertuigen (NEV’s) te verkopen, gedreven door een goedkope toeleveringsketen, technologische innovaties en schaalvoordelen.

Conclusie

Elektromobiliteit speelt een cruciale rol in de strijd tegen klimaatverandering door de uitstoot van broeikasgassen aanzienlijk te verminderen. Deze transitie brengt echter ook verschillende uitdagingen met zich mee, zoals hoge productiekosten en de perceptie van consumenten. Wat de adoptie kan versnellen, is het onderwijzen van consumenten over elektromobiliteit en batterijlevensduur, aangezien desinformatie ongegronde angsten kan versterken, de maatschappelijke acceptatie kan verminderen en daardoor de groei van de EV‑markt kan belemmeren. Het verstrekken van nauwkeurige en transparante gegevens, zoals deze studie deed, kan helpen een realistisch begrip te creëren, consumenten in staat stellen weloverwogen aankoopbeslissingen te nemen en het vertrouwen van consumenten in EV’s op te bouwen.

Klik hier voor een lijst van top EV‑aandelen.