Nissan Motor Co., Ltd. i Nissan Arc Ltd. poinformowały o wspólnym opracowaniu metody analizy atomowej, która może poprawić wydajność akumulatorów litowo-jonowych, a tym samym zwiększyć zasięg bezemisyjnych samochodów elektrycznych.

Przełom ten jest efektem wspólnych prac badawczo-rozwojowych prowadzonych przez zależną od Nissana spółkę Nissan Arc Ltd., Uniwersytet Tohoku, Krajowy Instytut Materiałoznawstwa (NIMS) oraz Japoński Instytut Badawczy Promieniowania Synchrotronowego (JASRI).
W ramach analizy badana jest struktura bezpostaciowego tlenku krzemu (SiO), powszechnie uważanego za materiał, który umożliwi znaczne zwiększenie pojemności kolejnych generacji akumulatorów litowo-jonowych. Wyniki tych badań mają umożliwić lepsze poznanie struktury elektrody w trakcie cyklu ładowania.
Krzem (Si) ma zdolność zatrzymywania większej ilości litu w porównaniu z typowymi materiałami węglowymi, ale jego struktura w formie skrystalizowanej pogarsza się w trakcie cykli ładowania, co ostatecznie prowadzi do pogorszenia wydajności. Z kolei bezpostaciowy SiO jest odporny na takie pogorszenie struktury.
Podstawowa struktura tego materiału nie była dotychczas znana, co utrudniało wykorzystanie go w masowej produkcji. Jednak nowa metoda badań, łącząca analizę strukturalną i symulacje komputerowe, pozwala dokładnie poznać bezpostaciową strukturę SiO.
Strukturę atomową SiO uważano za niehomogeniczną i spierano się o dokładne ułożenie atomów w tym związku. Według nowych ustaleń struktura tlenku krzemu umożliwia magazynowanie większej liczby jonów litu, co przekłada się na większą wydajność akumulatora.
– Wynalezienie nowej metody analizy ma zasadnicze znaczenie dla opracowania nowej generacji wysokopojemnych akumulatorów litowo-jonowych. Będzie to z pewnością jedna z naszych podstawowych technologii. Wykorzystanie tej metody w dalszych pracach badawczo-rozwojowych na pewno przyczyni się do zwiększenia zasięgu przyszłych modeli bezemisyjnych pojazdów – powiedział Takao Asami, starszy wiceprezes Nissan Motor Co., Ltd. i prezes Nissan Arc Ltd.
Daniele Schillaci, wiceprezes zarządu Nissan Motor Co., Ltd. ds. globalnej sprzedaży i marketingu, odpowiedzialny również za dział pojazdów bezemisyjnych i akumulatorów, uznał najnowsze osiągnięcie za kolejny przykład zaangażowania firmy Nissan na rzecz innowacji i zaawansowanej technologii.
– Nissan analizuje różne źródła energii pod kątem ich wykorzystania w przyszłych pojazdach. Wiemy także, jak istotne jest konsekwentne inwestowanie w zróżnicowane technologie i inteligentną mobilność – powiedział D. Schillaci.
Treść tego komunikatu została opublikowana w brytyjskim interdyscyplinarnym czasopiśmie naukowym „Nature Communications” online 13 maja 2016 r.