نیسان موتور و نیسان ARC در 13 مارس 2014 اعلام کردند که یک روش تجزیه و تحلیل ایجاد کرده اند که می تواند به طور مستقیم حرکت الکترون ها را در مواد الکترود مثبت باتری های لیتیوم یونی در هنگام شارژ و تخلیه مشاهده و اندازه گیری کند. با استفاده از این روش ، “توسعه باتری های لیتیوم یونی با ظرفیت بالا را ممکن می سازد ، در نتیجه به افزایش دامنه وسایل نقلیه برقی خالص (EV) کمک می کند”

برای توسعه باتری لیتیوم یونی با ظرفیت بالا و عمر طولانی ، لازم است تا حد امکان لیتیوم را در مواد فعال الکترود ذخیره کرده و موادی را طراحی کنیم که بتوانند مقدار زیادی الکترون تولید کنند. به همین دلیل ، درک حرکت الکترون ها در باتری بسیار مهم است و تکنیک های تجزیه و تحلیل قبلی نمی توانند به طور مستقیم حرکت الکترون ها را مشاهده کنند. بنابراین ، به طور کمی نمی توان مشخص کرد که کدام عنصر در ماده فعال الکترود (منگنز (Mn) ، کبالت (Co) ، نیکل (Ni) ، اکسیژن (O) و غیره) می تواند الکترون آزاد کند.

روش تجزیه و تحلیل این بار مشکل طولانی مدت را حل کرده است-کشف منشاء جریان در هنگام شارژ و تخلیه و درک کمی از آن برای “اولین در جهان” (نیسان موتور). در نتیجه ، می توان پدیده های درون باتری ، به ویژه حرکت مواد فعال موجود در مواد الکترود مثبت را به طور دقیق درک کرد. نتایج این بار به طور مشترک توسط نیسان ARC ، دانشگاه توکیو ، دانشگاه کیوتو و دانشگاه استان اوزاکا توسعه داده شد.

باتری ذخیره انرژی تسلا

همچنین از “شبیه ساز زمین” استفاده می شود

روش تحلیلی این بار که از طیف سنجی جذب اشعه ایکس با استفاده از “انتهای جذب L” و “روش محاسبه اصول اولیه” با استفاده از ابر رایانه “شبیه ساز زمین” استفاده می کند. اگرچه برخی از افراد قبلاً از طیف سنجی جذب اشعه ایکس برای انجام تجزیه و تحلیل باتری لیتیوم-یون استفاده کرده اند ، اما استفاده از “انتهای جذب K” جریان اصلی است. الکترونهای چیده شده در لایه پوسته K نزدیکترین به هسته در اتم متصل هستند ، بنابراین الکترونها مستقیماً در بار و تخلیه شرکت نمی کنند.

روش تجزیه و تحلیل این بار از طیف سنجی جذب X با استفاده از انتهای جذب L برای مشاهده مستقیم جریان الکترون های شرکت کننده در واکنش باتری استفاده می کند. علاوه بر این ، با ترکیب با روش محاسبه اصول اولیه با استفاده از شبیه ساز زمین ، میزان حرکت الکترونی که فقط می توان قبل از آن استنباط کرد با دقت بالایی بدست آمد.

این فناوری تأثیر زیادی بر انواع سیستم های ذخیره انرژی باتری خواهد گذاشت

نیسان ARC از این روش تجزیه و تحلیل برای تجزیه و تحلیل مواد اضافی لیتیوم کاتد استفاده می کند. مشخص شد که (1) در حالت پتانسیل بالا ، الکترونهای متعلق به اکسیژن برای واکنش شارژ مفید هستند. (2) هنگام تخلیه ، الکترونهای متعلق به منگنز برای واکنش تخلیه مفید هستند.

طراحی سیستم ذخیره انرژی باتری