Toyota har utviklet en metode som lar dem avbilde litiumionenes vandring i elektrolytt. (Bilde: Toyota)

ELBILBATTERI

Toyotas nye metode skal øke rekkevidden og gi lenger batterilevetid

Hevder å ha gjort et gjennombrudd.

Toyota hevder å ha gjort et gjennombrudd innen utvikling av litiumionbatterier.

En nyutviklet metode skal ifølge bilprodusenten kunne gi mulighet for en økning i rekkevidde og batterilevetid.

Dette ifølge en pressemelding Toyota publiserte denne uken. 

Ser ionenes bevegelser

Rent praktisk har produsenten utviklet verdens første metode for å observere hvordan litiumioner oppfører seg i en elektrolytt, når batteriet lades og utlades.

Dette gjør at de kan studere hvordan ionene beveger seg i sanntid, og de tror dette vil gi verdifull informasjon om hvordan de kan forbedre både ytelsen og levetiden til batteriet.

De hevder at metoden i praksis vil gi lenger rekkevidde for hybrider og elbiler. 

Metoden er utviklet av Toyota, fire japanske universiteter, og Nippon Soken.

Kan se ionenes vandring i elektrolytten

Utladingsmekanismen i oppladbare litiumionebatterier. 
Utladingsmekanismen i oppladbare litiumionebatterier.  Foto: Lina Merit Jacobsen

Et litiumionbatteri fungerer enkelt forklart ved at litiumatomer samles opp i anoden. Når batteriet lades ut, vandrer et elektron fra litiumatomet via en ytre krets, til katoden. Samtidig går litiumet, nå i ionetilstand, via elektrolytten til katoden, hvor det tar opp igjen et elektron. Det motsatte skjer når batteriet lades opp.

Derfor er litiumet den vesentlige delen av batteriet. 

Problemet Toyota hevder de vil løse med den nye metoden er å spore hvor litiumioner forsvinner når de vandrer i elektrolytten, og hvor de beveger seg ujevnt. De skal også kunne se hvordan litiumionene samler seg ved elektrodene.

Til nå har det ikke vært mulig å se hvordan ionene vandrer i elektrolytten samtidig som cellen er i bruk under normale bruksforhold, ifølge Toyota.

Røntgenfoto

Skisse over den nye metoden som er utviklet for å avbilde prosessene i en litiumioncelle.
Skisse over den nye metoden som er utviklet for å avbilde prosessene i en litiumioncelle. Foto: Toyota

De har tatt i bruk synkotronstråling ved det japanske SPring-8-anlegget. Dette anlegget har en maskin som kan produsere røntgenstråling på inntil 300 kiloelektronvolt. 

Her kan de avbilde med svært høy oppløsning og bildefrekvens.

I stedet for å benytte en fosforrik elektrolytt, har de tatt i bruk en annen med «mange tunge elementer», uten at de angir nøyaktig hvilke det er snakk om.

Tanken er at litiumionene binder seg til disse elementene i stedet for fosfor, og siden disse elementene er enklere å avbilde med røntgen, er det mulig å studere hvordan litiumionene beveger seg.

Brukes på vanlige celler

Ved å bruke metoden på celler som ligner vanlige produksjonsceller, som utsettes for forhold et batteri vanligvis vil operere under, kan litiumionenes gang studeres mens batteriet lades ut og opp. 

Toyota ser for seg å bruke metoden til å studere hvordan litiumioner oppfører seg i ulike katode- og anodematerialer, separatorer og elektrolytter.

På den måten kan de danne seg et bedre bilde av hvilke mekanismer som over tid fører til at batteriet taper ytelse og kapasitet. 

Kan gi bedre design

Og med bedre forståelse av hvordan disse mekanismene påvirker batteriene, er altså tanken at de kan designe batterier som fungerer bedre over tid, og gir høyere energiinnhold.

Nøyaktig hvordan de har kommet frem til anslaget på forbedringen, går ikke frem av pressemeldingen.

Hydrogenbilen Toyota Mirai på en av de fire hydrogenfyllestasjonene i Hamburg.
Hydrogenbilen Toyota Mirai på en av de fire hydrogenfyllestasjonene i Hamburg. Foto: Per Erlien Dalløkken

Ifølge nyhetsbyrået Reuters sier en av Toyotas batteriforskere, Hisao Yamashige, at de forventer å ha utviklet et batteri med bakgrunn i metoden innen «få år», og at de vil gi 15 prosent større rekkevidde og levetid enn i dag.

Det er uansett viktig for Toyota å være aktiv i batteriutviklingen. De har til nå stort sett satset på hybridbiler med nikkel-metallhydridbatterier, og frem til nylig ikke utad vist interesse for elbiler.

Nylig kunngjorde de at de har etablert et bedriftsinternt selskap som skal jobbe med å utvikle en elbil som skal komme på markedet i 2020.

Frem til dette har Toyotas nullutslippstrategi vært biler med hydrogenbrenselceller. Den strategien er imidlertid ikke lagt på hylla, og de ser for seg at hydrogen vil være den beste løsningen i fremtiden.

Elbiler skal imidlertid supplere hydrogenbiler i Toyotas nullutslippstrategi.

  • Les flere saker om elbil
Få med deg «Nordic EV Summit 2017» den 7. februar 2017.

Kommentarer (9)

Kommentarer (9)