Nissan Motor və Nissan ARC, 13 Mart 2014-cü ildə, lityum-ion batareyaların müsbət elektrod materialındakı elektronların doldurulması və boşaldılması zamanı hərəkətini birbaşa müşahidə edə bilən və ölçə bilən bir analiz metodu hazırladıqlarını açıqladılar. Bu üsuldan istifadə edərək “yüksək tutumlu lityum-ion batareyaların inkişafını mümkün edir və bununla da təmiz elektrikli avtomobillərin (EV) çeşidini genişləndirməyə kömək edir”.

Yüksək tutumlu və uzun ömürlü bir lityum-ion batareyanı inkişaf etdirmək üçün elektrodun aktiv maddəsində və çoxlu miqdarda elektron istehsal edə biləcək dizayn materiallarında mümkün qədər çox litium saxlamaq lazımdır. Bu səbəbdən batareyadakı elektronların hərəkətini başa düşmək çox vacibdir və əvvəlki analiz üsulları elektronların hərəkətini birbaşa müşahidə edə bilməz. Buna görə də, elektrodun aktiv maddəsində (manqan (Mn), kobalt (Co), nikel (Ni), oksigen (O) və s.) Hansı elementin elektron buraxa biləcəyini kəmiyyətcə müəyyən etmək mümkün deyil.

Bu dəfə hazırlanan analiz metodu uzun müddətdir mövcud olan problemi həll etdi-şarj və boşaltma zamanı cərəyanın mənşəyinin kəşf edilməsi və “dünyanın ilk” (Nissan Motor) üçün kəmiyyətcə tutulması. Nəticədə, batareyanın içərisində baş verən hadisələri, xüsusən də müsbət elektrod materialının tərkibində olan aktiv maddənin hərəkətini dəqiq qavramaq mümkündür. Nəticələr bu dəfə Nissan ARC, Tokyo Universiteti, Kyoto Universiteti və Osaka Prefectural Universiteti tərəfindən birgə hazırlanmışdır.

Tesla enerji saxlama batareyası

“Earth Simulator” da istifadə olunur

Bu dəfə hazırlanan analitik metod həm “L absorbsiya sonu” nu istifadə edərək “X-ray absorbsiya spektroskopiyası” ndan, həm də “Earth Simulator” superkompüterindən istifadə edərək “birinci prinsip hesablama metodundan” istifadə edir. Bəzi insanlar əvvəllər litium-ion batareya analizi aparmaq üçün X-ray absorbsiya spektroskopiyasından istifadə etsələr də, “K absorbsiyasının sonu” istifadə etmək əsasdır. Nüvəyə ən yaxın olan K qabıq qatında yerləşdirilmiş elektronlar atomda bağlıdır, buna görə də elektronlar yüklənmə və boşalmada birbaşa iştirak etmirlər.

Bu dəfə analiz metodu, batareya reaksiyasında iştirak edən elektronların hərəkətini birbaşa müşahidə etmək üçün L udma ucundan istifadə edərək X absorbsiya spektroskopiyasından istifadə edir. Bundan əlavə, yer simulyatorundan istifadə edərək birinci prinsip hesablama üsulu ilə birləşdirilərək, yalnız əvvəl təxmin edilə bilən elektron hərəkətinin miqdarı yüksək dəqiqliklə əldə edilmişdir.

Bu texnologiya batareyanın enerji saxlama sistemlərinin növlərinə böyük təsir göstərəcək

Nissan ARC, bu analiz metodundan istifadə edərək lityumdan artıq olan katot materiallarını təhlil edir. Məlum oldu ki, (1) yüksək potensiallı vəziyyətdə oksigenə aid olan elektronlar şarj reaksiyası üçün faydalıdır; (2) boşaldıqda, manqana aid olan elektronlar boşalma reaksiyası üçün faydalıdır.

Batareya enerjisi saxlama sisteminin dizaynı