Nissan Motor dan Nissan ARC mengumumkan pada 13 Mac 2014 bahawa mereka telah mengembangkan kaedah analisis yang dapat secara langsung memerhatikan dan mengukur pergerakan elektron dalam bahan elektrod positif bateri lithium-ion semasa pengisian dan pengosongan. Dengan menggunakan kaedah ini, “memungkinkan pengembangan bateri lithium-ion berkapasiti tinggi, sehingga membantu memperluas jangkauan kenderaan elektrik tulen (EV)”

Untuk mengembangkan bateri lithium-ion dengan kapasiti tinggi dan jangka hayat yang panjang, perlu menyimpan sebanyak mungkin litium dalam bahan aktif elektrod, dan merancang bahan yang dapat menghasilkan sejumlah besar elektron. Atas sebab ini, sangat penting untuk memahami pergerakan elektron dalam bateri, dan teknik analisis sebelumnya tidak dapat secara langsung memerhatikan pergerakan elektron. Oleh itu, mustahil untuk mengenal pasti secara kuantitatif unsur mana dalam bahan aktif elektrod (mangan (Mn), kobalt (Co), nikel (Ni), oksigen (O), dll.) Yang dapat melepaskan elektron.

Kaedah analisis yang dikembangkan kali ini telah menyelesaikan masalah lama – penemuan asal arus semasa pengisian dan pemakaian dan secara kuantitatif mencengkeramnya untuk “yang pertama di dunia” (Nissan Motor). Akibatnya, adalah mungkin untuk memahami fenomena yang berlaku di dalam bateri secara tepat, terutama pergerakan bahan aktif yang terkandung dalam bahan elektrod positif. Hasilnya kali ini dikembangkan bersama oleh Nissan ARC, Universiti Tokyo, Universiti Kyoto, dan Universiti Prefektur Osaka.

Bateri simpanan tenaga Tesla

Juga menggunakan “Earth Simulator”

Kaedah analitik yang dikembangkan kali ini menggunakan “spektroskopi penyerapan sinar-X” menggunakan “ujung penyerapan L” dan “metode pengiraan prinsip pertama” menggunakan superkomputer “Earth Simulator”. Walaupun beberapa orang telah menggunakan spektroskopi penyerapan sinar-X untuk melakukan analisis bateri lithium-ion sebelumnya, penggunaan “akhir penyerapan K” adalah arus utama. Elektron-elektron yang disusun di lapisan shell K yang paling dekat dengan nukleus terikat di dalam atom, sehingga elektron-elektron tersebut tidak terlibat secara langsung dalam cas dan pelepasan.

Kaedah analisis kali ini menggunakan spektroskopi penyerapan X menggunakan hujung penyerapan L untuk memerhatikan secara langsung aliran elektron yang mengambil bahagian dalam tindak balas bateri. Di samping itu, dengan menggabungkan dengan kaedah pengiraan prinsip pertama menggunakan simulator bumi, jumlah pergerakan elektron yang hanya dapat disimpulkan sebelum diperoleh dengan ketepatan tinggi.

Teknologi tersebut akan memberi kesan yang besar bagi Jenis sistem penyimpanan tenaga bateri

Nissan ARC menggunakan kaedah analisis ini untuk menganalisis bahan katod berlebihan litium. Didapati bahawa (1) dalam keadaan berpotensi tinggi, elektron milik oksigen bermanfaat untuk reaksi pengisian; (2) ketika melepaskan, elektron milik mangan bermanfaat untuk reaksi pembuangan.

Reka bentuk sistem simpanan tenaga bateri