Toyota có bứt phá mới trong phát triển công nghệ pin lithium ion

No comments

Người ta thấy rằng độ lệch lithium ion xảy ra ở các điện cực và chất điện phân là kết quả của quá trình sạc và xả, hạn chế không gian sử dụng của pin và làm giảm hiệu suất tối đa mà pin có thể đạt được.
Bước đột phá mới của Toyota trong việc quan sát độ lệch của pin lithium ion có khả năng sẽ cải thiện được mức pin tới 15%. Hiện Toyota đã phát triển phương pháp đầu tiên trên thế giới để thử nghiệm cách này.

Nhà nghiên cứu công nghệ pin của Toyota, Hisao Yamashige chia sẻ: “Pin lithium-ion là một công nghệ chủ chốt cho điện khí ô tô, và rõ ràng công nghệ này cần được cải thiện để đem lại hiệu quả hơn cho xe.”

Với các phương pháp được phát triển bởi Trung tâm thí nghiệm Toyota Central R&D Lab phối hợp cùng Nippon Soken và 4 trường đại học ở Nhật Bản, các kỹ sư của Toyota bây giờ đã có thể kiểm nghiệm thực tế cách mà các phân tử lithium di chuyển trong điện cực.

Người ta thấy rằng độ lệch lithium ion xảy ra ở các điện cực và chất điện phân là kết quả của quá trình sạc và xả, hạn chế không gian sử dụng của pin và làm giảm hiệu suất tối đa mà pin có thể đạt được. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng muốn quan sát các hoạt động của các phân tử dưới cùng một môi trường và điều kiện như khi chúng được sử dụng trong các sản phẩm có liên quan, là không thể sử dụng biện pháp hiện có.

Phương pháp của Toyota sử dụng một chùm dòng được phát triển đặc biệt trong điều kiện bức xạ SPring-8 Synchrotron, thứ tạo ra hiệu suất bức xạ Synchrotron cao nhất thế giới, được dùng để sản xuất tia X-quang cường độ cao mạnh hơn 1 tỉ lần so với những tia được tạo ra từ thiết bị X-ray thông thường.

Như vậy, hệ thống này có khả năng sản xuất hình ảnh độ nét cao 0,65 micron trên mỗi pixel và tốc độ cao là 100 mili giây cho mỗi khung hình. Trong khi đó, điện giải chất phốt-pho thông thường được thay thế bằng một kim loại nặng truyền ít X-quang và hình ảnh hiển thị tối hơn – cho phép các nhà nghiên cứu quan sát tốt hơn hoạt động sai lệch của các phân tử lithium trong chất điện phân.

Toyota sẽ sử dụng phương pháp quan sát hoạt động của các phân tử được gây ra bởi sự khác biệt trong các vật liệu và cấu trúc của cực dương, cực dương, tách và điện giải, cũng như sự khác biệt trong việc kiểm soát pin. Phân tích này được thiết lập để dẫn đến nghiên cứu và phát triển, có nghĩa là nó sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của pin.

Phát triển trong các quan sát này sẽ dẫn đến các thiết kế mới giúp ngăn ngừa việc các phân tử lithium tụm lại với nhau và di chuyển không đều bên trong điện cực, làm gián đoạn dòng chảy phân tử, do đó hạn chế phạm vi và tuổi thọ pin. Những cải tiến trong công nghệ pin sẽ hỗ trợ rất nhiều cho các xe EV sau này của Toyota như cải thiện phạm vi hoạt động, đồng thời giảm bớt nhiều nỗi lo cho khách hàng.

Trong một thời gian dài, Toyota đã bỏ rơi những chiếc EV thuần khiết, và tập trung các sáng tạo cho xe lai xăng-điện, xe sử dụng pin nhiên liệu hydro. Vì vậy, nghiên cứu công nghệ mới lần này sẽ là một sự khởi đầu mới cho dòng xe điện hoàn toàn trên thế giới nói chung và cho hãng xe Nhật nói riêng. Toyota có kế hoạch sản xuất hàng loạt xe EV trong khoảng thời gian từ giờ cho tới năm 2020.

Hiện tại, Toyota cũng đã nhanh chóng thành lập một công ty liên doanh nhỏ để theo dõi sự phát triển của các xe EV, cho phép các quy trình làm việc độc đáo cho tiến độ dự án nhanh hơn, và do đó, sẽ nhanh chóng có sản phẩm đến với thị trường hơn. Một tổ chức bao gồm bốn người từ Toyota Industries Corp, Aisin Seiki Co Ltd, Denso Corp và TMC sẽ được thiết lập riêng biệt với các tổ chức nội bộ.