Nissan Motor жана Nissan ARC 13-жылдын 2014-мартында литий-иондук батареялардын оң электроддук материалындагы заряддоо жана разряд учурунда электрондордун кыймылын түздөн-түз байкай турган жана сандык өлчөөчү анализ ыкмасын иштеп чыгышканын жарыялашкан. Бул ыкманы колдонуу менен “жогорку сыйымдуулуктагы литий-иондук батареяларды иштеп чыгууга мүмкүндүк берет, ошону менен таза электромобилдердин (EV) спектрин кеңейтүүгө жардам берет”

Литий-иондук батареяны иштеп чыгуу үчүн жогорку сыйымдуулукка жана узак өмүргө ээ болуу үчүн, литийди мүмкүн болушунча электроддун активдүү материалында жана көп сандагы электронду өндүрө турган дизайн материалдарында сактоо зарыл. Ушул себептен улам, батареядагы электрондордун кыймылын түшүнүү абдан маанилүү жана мурунку анализ ыкмалары электрондордун кыймылын түз байкай албайт. Демек, электроддун активдүү материалында кайсы элемент (марганец (Mn), кобальт (Co), никель (Ni), кычкылтек (O) ж. Б.) Электрон чыгарышы мүмкүн экенин сандык түрдө аныктоо мүмкүн эмес.

Бул жолу иштелип чыккан анализ ыкмасы көптөн бери чечилбей келе жаткан көйгөйдү чечти-заряддоо жана заряддоо учурундагы токтун келип чыгышын ачуу жана “дүйнөдөгү биринчи” (Nissan Motor) үчүн сандык жактан түшүнүү. Натыйжада, батарейканын ичинде болуп жаткан кубулуштарды, айрыкча оң электроддук материалда камтылган активдүү материалдын кыймылын так түшүнүүгө болот. Бул жолку жыйынтыктарды Nissan ARC, Токио университети, Киото университети жана Осака префектуралык университети биргелешип иштеп чыгышты.

Тесла энергия сактоочу батарея

“Жер симулятору” дагы колдонулат

Бул жолу иштелип чыккан аналитикалык ыкма “L абсорбциянын аягы” менен “Рентгендик-жутуу спектроскопиясын” да, “Жердин симуляторун” суперкомпьютерин колдонуунун “биринчи принциптерин эсептөө ыкмасын” да колдонот. Кээ бир адамдар литий-иондук батарея анализин жүргүзүү үчүн рентген-жутуу спектроскопиясын колдонушса да, “K жутуу аягы” колдонуу негизги багыт болуп саналат. Ядрого эң жакын K кабык катмарында жайгаштырылган электрондор атомдо байланган, ошондуктан электрондор зарядга жана разрядга түздөн -түз катышпайт.

Бул жолу анализ ыкмасы L жутуу учу аркылуу X жутуу спектроскопиясын колдонуп, батарея реакциясына катышкан электрондордун агымын түз байкоодо. Мындан тышкары, жердин симуляторун колдонуунун биринчи принциптерин эсептөө методу менен айкалыштыруу менен, мурда гана божомолдоого боло турган электрон кыймылынын өлчөмү жогорку тактык менен алынган.

Бул технология батареянын энергиясын сактоо тутумдарынын түрлөрүнө чоң таасирин тийгизет

Nissan ARC литий ашыкча катоддук материалдарды талдоо үчүн бул анализ ыкмасын колдонот. Табылган: (1) потенциалы жогору абалда, кычкылтекке таандык электрондор заряддоо реакциясына пайдалуу; (2) разряд учурунда марганецке тиешелүү болгон электрондор разряд реакциясына пайдалуу.

Батарея энергия сактоо системасынын дизайны