ניסאן מוטור וניסאן ARC הודיעו ב- 13 במרץ 2014 כי פיתחו שיטת ניתוח שיכולה לצפות ולכמת ישירות את תנועת האלקטרונים בחומר האלקטרודה החיובית של סוללות ליתיום-יון במהלך הטעינה והפריקה. באמצעות שיטה זו, “מאפשרת פיתוח של סוללות ליתיום-יון בעלות קיבולת גבוהה, ובכך מסייעת להרחיב את טווח הרכבים החשמליים הטהורים (EV)”

כדי לפתח סוללת ליתיום-יון בעלת קיבולת גבוהה וחיים ארוכים, יש לאחסן כמה שיותר ליתיום בחומר הפעיל של האלקטרודה, ולעצב חומרים שיכולים לייצר כמות גדולה של אלקטרונים. מסיבה זו, חשוב מאוד לתפוס את תנועת האלקטרונים בסוללה, וטכניקות הניתוח הקודמות אינן יכולות להתבונן ישירות בתנועת האלקטרונים. לכן אי אפשר לזהות כמותית איזה יסוד בחומר הפעיל של האלקטרודה (מנגן (Mn), קובלט (Co), ניקל (Ni), חמצן (O) וכו ‘) יכול לשחרר אלקטרונים.

שיטת הניתוח שפותחה הפעם פתרה את הבעיה ארוכת השנים-גילוי מקור הזרם במהלך הטעינה והפריקה ותפיסה כמותית של “הראשון בעולם” (ניסאן מוטור). כתוצאה מכך, ניתן לתפוס במדויק את התופעות המתרחשות בתוך הסוללה, במיוחד את תנועת החומר הפעיל הכלול בחומר האלקטרודה החיובית. התוצאות הפעם פותחו במשותף על ידי ניסאן ARC, אוניברסיטת טוקיו, אוניברסיטת קיוטו, ואוניברסיטת מחוז אוסקה.

סוללת אחסון אנרגיה של טסלה

השתמש גם ב”סימולטור כדור הארץ “

השיטה האנליטית שפותחה הפעם משתמשת הן ב”ספקטרוסקופיית קליטת הרנטגן “באמצעות” סוף קליטת L “והן ב”שיטת חישוב העקרונות הראשונים” באמצעות מחשב העל “סימולטור כדור הארץ”. למרות שחלק מהאנשים השתמשו בספקטרוסקופיית קליטת רנטגן כדי לבצע ניתוח סוללות ליתיום-יון בעבר, השימוש ב”קצה ספיגה K “הוא המיינסטרים. האלקטרונים המסודרים בשכבת קליפת K הקרובה ביותר לגרעין קשורים באטום, כך שהאלקטרונים אינם משתתפים ישירות במטען ובפריקה.

שיטת הניתוח הפעם משתמשת בספקטרוסקופיית ספיגה X באמצעות סוף הקליטה L כדי לצפות ישירות בזרימת האלקטרונים המשתתפים בתגובת הסוללה. בנוסף, על ידי שילוב עם שיטת החישוב של העקרונות הראשונים באמצעות סימולטור האדמה, כמות תנועת האלקטרונים שניתן היה להסיק רק לפני כן התקבלה בדיוק רב.

טכנולוגיה זו תשפיע רבות על סוגי מערכות אחסון אנרגיית הסוללה

ניסאן ARC משתמשת בשיטת ניתוח זו לניתוח חומרי קתודה העודפים ליתיום. נמצא כי (1) במצב בעל פוטנציאל גבוה, האלקטרונים השייכים לחמצן מועילים לתגובת הטעינה; (2) בעת פריקה, האלקטרונים השייכים למנגן מועילים לתגובת הפריקה.

עיצוב מערכת אחסון אנרגיה לסוללה