A Nissan Motor és a Nissan ARC 13. március 2014-án bejelentette, hogy kifejlesztettek egy elemzési módszert, amely közvetlenül megfigyelheti és számszerűsítheti az elektronok mozgását a lítium-ion akkumulátorok pozitív elektródaanyagában töltés és kisütés közben. Ezzel a módszerrel „lehetővé teszi nagy kapacitású lítium-ion akkumulátorok kifejlesztését, ezáltal segítve a tiszta elektromos járművek (EV) körének kiterjesztését”

A nagy kapacitású és hosszú élettartamú lítium-ion akkumulátor kifejlesztéséhez a lehető legtöbb lítiumot kell tárolni az elektróda aktív anyagában, valamint olyan anyagokat, amelyek nagy mennyiségű elektronot képesek előállítani. Emiatt nagyon fontos megragadni az elektronok mozgását az akkumulátorban, és a korábbi elemzési technikák nem tudják közvetlenül megfigyelni az elektronok mozgását. Ezért lehetetlen mennyiségileg azonosítani, hogy az elektróda aktív anyagának melyik eleme (mangán (Mn), kobalt (Co), nikkel (Ni), oxigén (O) stb.) Képes elektronokat felszabadítani.

Az ezúttal kifejlesztett elemzési módszer megoldotta a régóta fennálló problémát-az áram keletkezésének felfedezését töltés és kisütés közben, valamint mennyiségi megragadását a „világ első” (Nissan Motor) számára. Ennek eredményeképpen lehetséges pontosan felfogni az akkumulátor belsejében előforduló jelenségeket, különösen a pozitív elektródaanyagban lévő aktív anyag mozgását. Az eredményeket ezúttal a Nissan ARC, a Tokiói Egyetem, a Kiotói Egyetem és az Oszakai Prefekturális Egyetem közösen dolgozta ki.

Tesla energiatároló akkumulátor

A „Föld szimulátort” is használta

Az ezúttal kifejlesztett analitikai módszer mind az „L-abszorpciós végét” használó „röntgen-abszorpciós spektroszkópiát”, mind a „Föld-szimulátor” szuperszámítógépet használó „első elvi számítási módszert” alkalmazza. Bár egyesek röntgensugár-abszorpciós spektroszkópiát használtak a lítium-ion elemzés elvégzésére korábban, a „K abszorpciós vég” használata a mainstream. A K héjrétegben a maghoz legközelebb elhelyezkedő elektronok az atomhoz vannak kötve, így az elektronok közvetlenül nem vesznek részt a töltésben és kisülésben.

Az elemzési módszer ezúttal X abszorpciós spektroszkópiát alkalmaz az L abszorpciós végével, hogy közvetlenül megfigyelje az akkumulátor reakciójában részt vevő elektronok áramlását. Ezenkívül a földi szimulátort használó első elvű számítási módszerrel kombinálva nagy pontossággal megkapták azt az elektronmozgást, amelyet csak korábban lehetett következtetni.

Ezek a technológiák nagy hatást gyakorolnak az akkumulátoros energiatároló rendszerek típusaira

A Nissan ARC ezt az elemzési módszert használja a lítium-feleslegben lévő katódanyagok elemzésére. Kiderült, hogy (1) nagy potenciálú állapotban az oxigénhez tartozó elektronok előnyösek a töltési reakcióban; (2) kisüléskor a mangánhoz tartozó elektronok előnyösek a kisülési reakcióban.

Akkumulátor energiatároló rendszer kialakítása