Nissan Motor un Nissan ARC 13. gada 2014. martā paziņoja, ka ir izstrādājuši analīzes metodi, kas var tieši novērot un noteikt elektronu kustību litija jonu akumulatoru pozitīvajā elektrodu materiālā uzlādes un izlādes laikā. Izmantojot šo metodi, “ir iespējams izstrādāt lielas ietilpības litija jonu akumulatorus, tādējādi palīdzot paplašināt tīri elektrisko transportlīdzekļu (EV) klāstu”

Lai izstrādātu litija jonu akumulatoru ar lielu jaudu un ilgu kalpošanas laiku, elektrodu aktīvajā materiālā ir jāuzglabā pēc iespējas vairāk litija un jāizstrādā materiāli, kas var radīt lielu elektronu daudzumu. Šī iemesla dēļ ir ļoti svarīgi aptvert elektronu kustību akumulatorā, un iepriekšējās analīzes metodes nevar tieši novērot elektronu kustību. Tāpēc nav iespējams kvantitatīvi noteikt, kurš elektroda aktīvā materiāla elements (mangāns (Mn), kobalts (Co), niķelis (Ni), skābeklis (O) utt.) Var atbrīvot elektronus.

Šoreiz izstrādātā analīzes metode ir atrisinājusi ilgstošo problēmu-strāvas izcelsmes atklāšana uzlādes un izlādes laikā un kvantitatīva tās uztveršana “pasaulē pirmajam” (Nissan Motor). Tā rezultātā ir iespējams precīzi aptvert parādības, kas notiek akumulatora iekšpusē, jo īpaši aktīvā materiāla kustību, kas atrodas pozitīvā elektroda materiālā. Šoreiz rezultātus kopīgi izstrādāja Nissan ARC, Tokijas Universitāte, Kioto universitāte un Osakas prefektūras universitāte.

Tesla enerģijas akumulators

Izmantoja arī “Zemes simulatoru”

Šoreiz izstrādātā analītiskā metode izmanto gan “rentgena absorbcijas spektroskopiju”, izmantojot “L absorbcijas galu”, gan “pirmā principa aprēķina metodi”, izmantojot superdatoru “Zemes simulators”. Lai gan daži cilvēki iepriekš ir izmantojuši rentgena absorbcijas spektroskopiju, lai veiktu litija jonu akumulatora analīzi, “K absorbcijas gala” izmantošana ir galvenā. Elektroni, kas izvietoti K apvalka slānī, kas ir vistuvāk kodolam, ir saistīti atomā, tāpēc elektroni tieši nepiedalās lādē un izlādē.

Šoreiz analīzes metode izmanto X absorbcijas spektroskopiju, izmantojot L absorbcijas galu, lai tieši novērotu elektronu plūsmu, kas piedalās akumulatora reakcijā. Turklāt, apvienojot ar pirmā principa aprēķina metodi, izmantojot zemes simulatoru, ar augstu precizitāti tika iegūts elektronu kustības apjoms, ko varēja tikai iepriekš secināt.

Šīm tehnoloģijām būs liela ietekme uz akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmu veidiem

Nissan ARC izmanto šo analīzes metodi, lai analizētu litija pārpalikuma katoda materiālus. Tika konstatēts, ka (1) augsta potenciāla stāvoklī skābeklim piederošie elektroni ir labvēlīgi lādēšanas reakcijai; (2) izlādējoties, mangānam piederošie elektroni ir labvēlīgi izlādes reakcijai.

Akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmas dizains