Nissan Motor болон Nissan ARC компаниуд цэнэглэх, цэнэглэх явцад лити-ион батерейны эерэг электродын материал дахь электронуудын хөдөлгөөнийг шууд ажиглаж, тоон үзүүлэлт гаргах боломжтой анализ хийх аргыг боловсруулснаа 13 оны 2014-р сарын XNUMX-ны өдөр зарлав. Энэ аргыг ашигласнаар “өндөр хүчин чадалтай лити-ион батерейг бүтээх боломжтой болгож, улмаар цэвэр цахилгаан автомашины (EV) хүрээг өргөтгөхөд туслах болно.”

Өндөр хүчин чадалтай, удаан эдэлгээтэй лити-ион батерейг бүтээхийн тулд электродын идэвхитэй материал, их хэмжээний электрон үйлдвэрлэх боломжтой дизайны материалыг аль болох их хэмжээгээр хадгалах шаардлагатай. Энэ шалтгааны улмаас батерей дахь электронуудын хөдөлгөөнийг ойлгох нь маш чухал бөгөөд өмнөх шинжилгээний аргууд нь электронуудын хөдөлгөөнийг шууд ажиглах боломжгүй юм. Тиймээс электродын идэвхитэй материалд (манган (Mn), кобальт (Co), никель (Ni), хүчилтөрөгч (O) гэх мэт) аль элемент электрон ялгаруулж болохыг тоон хэмжээгээр тодорхойлох боломжгүй юм.

Энэ удаад боловсруулсан шинжилгээний арга нь удаан хугацааны туршид тулгарч буй асуудлыг шийдсэн-цэнэглэх, цэнэглэх явцад гүйдлийн гарал үүслийг олж илрүүлэх, “дэлхийн анхны” (Nissan Motor) автомашиныг тоон хэмжээгээр олж авах. Үүний үр дүнд батерейны дотор болж буй үзэгдлүүд, ялангуяа эерэг электродын материалд агуулагдах идэвхтэй материалын хөдөлгөөнийг нарийвчлан ойлгох боломжтой болно. Энэ удаагийн үр дүнг Nissan ARC, Токиогийн их сургууль, Киотогийн их сургууль, Осака мужийн их сургууль хамтран боловсруулжээ.

Тесла эрчим хүч хадгалах зай

Мөн “Дэлхийн симулятор” -ыг ашигласан.

Энэ удаад боловсруулсан аналитик арга нь “L шингээлтийн төгсгөл” -ийг ашиглан “рентген шингээлтийн спектроскопи” болон “дэлхийн симулятор” суперкомпьютерийг ашиглан “эхний зарчмуудыг тооцоолох аргыг” хоёуланг нь ашигладаг. Хэдийгээр зарим хүмүүс өмнө нь лити-ион батерейны анализ хийх зорилгоор рентген шингээлтийн спектроскопи ашиглаж байсан боловч “K шингээлтийн төгсгөл” -ийг ашиглах нь гол чиглэл юм. Цөмд хамгийн ойр орших K бүрхүүлийн давхаргад байрладаг электронууд нь атомд холбогдсон байдаг тул электронууд цэнэг, цэнэг гадагшлахад шууд оролцдоггүй.

Энэхүү шинжилгээний арга нь L шингээлтийн төгсгөлийг ашиглан X шингээлтийн спектроскопи ашиглан батерейны урвалд оролцож буй электронуудын урсгалыг шууд ажиглаж байна. Нэмж дурдахад, газрын симулятор ашиглан тооцоолох эхний зарчмуудыг нэгтгэснээр зөвхөн өмнө нь тооцоолж болох электрон хөдөлгөөний хэмжээг өндөр нарийвчлалтай олж авсан болно.

Эдгээр технологи нь батерейны энерги хадгалах системийн төрөлд ихээхэн нөлөө үзүүлэх болно

Nissan ARC нь энэхүү шинжилгээний аргыг ашиглан литийн илүүдэл катодын материалд дүн шинжилгээ хийдэг. Энэ нь (1) өндөр потенциал төлөвт хүчилтөрөгчийн электронууд цэнэглэх урвалд ашигтай болохыг олж тогтоосон; (2) гадагшлуулах үед манганы электронууд гадагшлах урвалд ашигтай байдаг.

Батерейны энерги хадгалах системийн загвар