Nissan Motor dan Nissan ARC mengumumkan pada 13 Maret 2014 bahwa mereka telah mengembangkan metode analisis yang dapat secara langsung mengamati dan mengukur pergerakan elektron dalam bahan elektroda positif baterai lithium-ion selama pengisian dan pemakaian. Dengan menggunakan metode ini, “memungkinkan pengembangan baterai lithium-ion berkapasitas tinggi, sehingga membantu memperluas jangkauan kendaraan listrik murni (EV)”

Untuk mengembangkan baterai lithium-ion dengan kapasitas tinggi dan umur panjang, perlu menyimpan sebanyak mungkin lithium dalam bahan aktif elektroda, dan merancang bahan yang dapat menghasilkan elektron dalam jumlah besar. Untuk alasan ini, sangat penting untuk memahami pergerakan elektron dalam baterai, dan teknik analisis sebelumnya tidak dapat secara langsung mengamati pergerakan elektron. Oleh karena itu, tidak mungkin untuk mengidentifikasi secara kuantitatif unsur mana dalam bahan aktif elektroda (mangan (Mn), kobalt (Co), nikel (Ni), oksigen (O), dll.) yang dapat melepaskan elektron.

Metode analisis yang dikembangkan kali ini telah memecahkan masalah lama-penemuan asal arus selama pengisian dan pemakaian dan secara kuantitatif menangkapnya untuk “yang pertama di dunia” (Nissan Motor). Akibatnya, fenomena yang terjadi di dalam baterai dapat ditangkap secara akurat, terutama pergerakan bahan aktif yang terkandung dalam bahan elektroda positif. Hasil kali ini dikembangkan bersama oleh Nissan ARC, Universitas Tokyo, Universitas Kyoto, dan Universitas Prefektur Osaka.

Baterai penyimpanan energi Tesla

Juga menggunakan “Simulator Bumi”

Metode analisis yang dikembangkan kali ini menggunakan “spektroskopi serapan sinar-X” menggunakan “ujung serapan L” dan “metode perhitungan prinsip pertama” menggunakan superkomputer “Earth Simulator”. Meskipun beberapa orang telah menggunakan spektroskopi penyerapan sinar-X untuk melakukan analisis baterai lithium-ion sebelumnya, penggunaan “akhir penyerapan K” adalah arus utama. Elektron yang tersusun pada lapisan kulit K yang paling dekat dengan nukleus terikat dalam atom, sehingga elektron tidak ikut serta secara langsung dalam muatan dan pelepasan.

Metode analisis kali ini menggunakan spektroskopi serapan X menggunakan ujung serapan L untuk mengamati secara langsung aliran elektron yang berpartisipasi dalam reaksi baterai. Selain itu, dengan menggabungkan metode perhitungan prinsip pertama menggunakan simulator bumi, diperoleh jumlah pergerakan elektron yang hanya dapat disimpulkan sebelumnya dengan akurasi tinggi.

Teknologi tersebut akan membuat dampak besar untuk Jenis sistem penyimpanan energi baterai

Nissan ARC menggunakan metode analisis ini untuk menganalisis bahan katoda kelebihan lithium. Ditemukan bahwa (1) dalam keadaan potensial tinggi, elektron milik oksigen bermanfaat untuk reaksi pengisian; (2) saat pengosongan, elektron milik mangan bermanfaat untuk reaksi pelepasan.

Desain sistem penyimpanan energi baterai