Nissan Motor ja Nissan ARC ilmoittivat 13. maaliskuuta 2014 kehittäneensä analyysimenetelmän, jolla voidaan suoraan havaita ja kvantifioida elektronien liike litiumioniakkujen positiivisessa elektrodimateriaalissa latauksen ja purkauksen aikana. Tällä menetelmällä “mahdollistetaan suurikapasiteettisten litiumioniakkujen kehittäminen, mikä auttaa laajentamaan puhtaiden sähköajoneuvojen valikoimaa”

Suuren kapasiteetin ja pitkän käyttöiän omaavan litiumioniakun kehittämiseksi on tarpeen varastoida mahdollisimman paljon litiumia aktiiviseen elektrodimateriaaliin ja suunnitella materiaaleja, jotka voivat tuottaa suuren määrän elektroneja. Tästä syystä on erittäin tärkeää ymmärtää elektronien liike akussa, eikä aiemmat analyysitekniikat voi suoraan havaita elektronien liikettä. Siksi on mahdotonta tunnistaa määrällisesti, mikä elektrodin aktiivisen materiaalin elementti (mangaani (Mn), koboltti (Co), nikkeli (Ni), happi (O) jne.) Voi vapauttaa elektroneja.

Tällä kertaa kehitetty analyysimenetelmä on ratkaissut pitkäaikaisen ongelman-virran alkuperän löytämisen latauksen ja purkamisen aikana sekä sen kvantitatiivisen tarttumisen “maailman ensimmäiseen” (Nissan Motor). Tämän seurauksena on mahdollista ymmärtää tarkasti akun sisällä esiintyvät ilmiöt, erityisesti positiivisen elektrodimateriaalin sisältämän aktiivisen materiaalin liike. Tulokset ovat tällä kertaa kehittäneet yhdessä Nissan ARC, Tokion yliopisto, Kioton yliopisto ja Osakan prefektuurin yliopisto.

Teslan akku

Käytettiin myös “Earth Simulator”

Tällä kertaa kehitetyssä analyysimenetelmässä käytetään sekä “röntgensäteilyn absorptiospektroskopiaa”, jossa käytetään “L-absorptiopäätä”, ja “ensimmäisen periaatteen laskentamenetelmää”, jossa käytetään supertietokonetta “Earth Simulator”. Vaikka jotkut ihmiset ovat aiemmin käyttäneet röntgensäteilyn absorptiospektroskopiaa litiumioniakkuanalyysin suorittamiseen, “K-absorptiopään” käyttö on valtavirtaa. K -kuorikerroksessa, joka on lähinnä ydintä, järjestetyt elektronit ovat sitoutuneet atomiin, joten elektronit eivät osallistu suoraan varaukseen ja purkaukseen.

Analyysimenetelmä käyttää tällä kertaa X -absorptiospektroskopiaa käyttämällä L -absorptiopäätä tarkkailemaan suoraan akun reaktioon osallistuvien elektronien virtausta. Lisäksi yhdistämällä ensimmäisen periaatteen laskentamenetelmään, jossa käytetään maasimulaattoria, saatiin suurella tarkkuudella se elektronien liike, joka voidaan vain päätellä ennen.

Näillä tekniikoilla on suuri vaikutus akun energian varastointijärjestelmiin

Nissan ARC analysoi tätä analyysimenetelmää litiumin ylimääräisten katodimateriaalien analysoimiseksi. Todettiin, että (1) suuripotentiaalisessa tilassa happiin kuuluvat elektronit ovat hyödyllisiä latausreaktiossa; (2) purkautuessaan mangaaniin kuuluvat elektronit ovat hyödyllisiä purkausreaktiolle.

Akun energian varastointijärjestelmän suunnittelu