Toen Nissan in 2006 besloot om een volledig elektrische auto in massa te produceren waren er nog geen geschikte accu’s. Ook was er geen leverancier die een complete accu voor de elektrische Nissan kon leveren.
Er bleef voor Nissan niets anders over dan de accu zelf te gaan ontwikkelen én produceren. Momenteel produceren de Japanners zelf EV-accu’s voor de volledig elektrische Leaf personenwagen en E-NV200 bestelwagen in Japan, de Verenigde Staten en in het Engelse Sunderland. En op deze laatste locatie was Driving-Dutchman op uitnodiging van Nissan te gast.
Grootse clean room van Europa
Nissan heeft de productie van de EV-accu’s tot nu toe altijd achter gesloten deuren gehouden. Tot nu toe, want de mijlpaal van 1 miljard elektrische kilometers was voor de Japanse autofabrikant aanleiding om een tipje van de elektrische sluier op te lichten. Nu ben ik als ex-engineer en vakbladjournalist veel gewend, maar wat ik in Sunderland heb gezien slaat echt alles. Mensen in witte pakken met stofmaskers op begeleiden de grotendeels geautomatiseerde EV-accuproductie.
Het kleinste microscopische stofdeeltje kan kortsluiting veroorzaken waardoor de accu kapot gaat of onvoldoende capaciteit levert.
Nissan heeft naar eigen zeggen de grootste clean room van Europa. Maar waarom een clean room zou je denken? Omdat Nissan de accupakketten voor hun elektrische voertuigen zelf en in eigen huis produceert. En zelfs de kleinste microscopische stofdeeltjes kunnen kortsluiting in een accupakket veroorzaken waardoor de accu kapot gaat of onvoldoende capaciteit levert. Maar hoe zit zo’n accu nu eigenlijk in elkaar?
De cellen van een Nissan Leaf Lithium-ion EV-accu zijn opgebouwd uit stroom-geleidende positieve en negatieve elektrodes: anodes en kathodes. Het basismateriaal voor de elektrodes, lithium, komt op grote rollen de fabriek in Sunderland binnen. Van de grote rollen worden vervolgens kleinere rollen gemaakt en grondig gedroogd. Van de kleine rollen worden later de platen gesneden die het hart van de batterijcel vormen.
De fabricage van een cel
De opgestapelde plaatjes worden in beschermende aluminiumfolie gewikkeld, verzegeld en via een gelast metalen plaatje met elkaar verbonden. Nadat de elektrode op maat gesneden is, maakt een robot stapeltjes anode-isolator-kathode. Na de laminatie worden de elektroden naar een speciale ruimte met een gecontroleerd klimaat overgebracht. In deze ruimte wordt er elektrolyt aan de cellen toegevoegd. Elektrolyt is een geleidende vloeistof die er voor zorgt dat de ionen van de positieven naar de negatieve platen in de cel kunnen stromen en weer terug.
Na dit proces krijgen de cellen even rust zodat de chemische processen die nodig zijn om stroom op te wekken even tot rust kunnen komen. Het laminaat wordt vervolgens geopend om gas te laten ontsnappen, waarna de cellen definitief worden gesloten. Na dit ‘rijpingsproces’ worden de cellen getest en op de juiste maat gesneden. De cellen worden nu opgeladen en tot slot stuk voor stuk nogmaals op kwaliteit getest. Vervolgens worden de cellen in stapels van vier tot modules gerangschikt. Om de modules te beschermen worden ze in een metalen bak geplaatst. Als extra kwaliteitscontrole wordt de bak ook nog gecontroleerd op waterdichtheid.
Mannen in witte pakken
Wij mochten als een van de eerste en weinige media een kijkje in de clean room nemen. Daarvoor moesten we verplicht een stofvrije overal, schoenen, masker en mondkapje aantrekken. Voordat je de ruimte in gaat, moet je door een sluis met plakband op de vloer om het stof aan de onderkant van de schoenen te verwijderen en werd je met lucht schoon geblazen.
Overigens heest er een lichte overdruk in de clean room zodat vuile lucht naar buiten wordt geblazen en niet binnen kan komen. Alle binnenkomende onderdelen worden voor gebruik grondig gereinigd. De operators die de accupakketten assembleren krijgen hiervoor een training van negen maanden in Japan. Nissan Leaf’s verlaten de fabriek in Sunderland met een accu die voor 70 procent geladen is. Een compleet accupakket weegt 270 kilogram inclusief een controller die ervoor zorgt dat de accu’s met het voertuig kan communiceren.
In december 2014 hebben bijna 150 duizend Nissan Leaf rijders wereldwijd meer dan 1 miljard elektrische kilometers afgelegd.
Het elektrische vermogen van de Nissan EV-accu’s wordt opgeslagen in 48 lithium-ion batterijmodules die onder de vloer van het voertuig gemonteerd. Hierdoor kan het interieur ruim gehouden worden en is bovendien het zwaartepunt van het voertuig lager. En dat heeft weer een positieve weerslag op de wegligging en stabiliteit van het voertuig.
In december 2014 hebben bijna 150 duizend Nissan Leaf rijders wereldwijd meer dan 1 miljard elektrische kilometers afgelegd. Bijna 30 duizend Leaf’s rijden rond in Europa waar ze samen meer dan 161 miljoen kilometer voor hun rekening namen.
