Nissan Motor in Nissan ARC sta 13. marca 2014 objavila, da sta razvila metodo analize, ki lahko neposredno opazuje in količinsko opredeljuje gibanje elektronov v materialu pozitivne elektrode litij-ionskih baterij med polnjenjem in praznjenjem. S to metodo “omogoča razvoj litij-ionskih baterij velike zmogljivosti in s tem pomaga razširiti paleto čistih električnih vozil (EV)”

Za razvoj litij-ionske baterije z visoko zmogljivostjo in dolgo življenjsko dobo je potrebno čim več litija shraniti v aktivnem materialu elektrode in oblikovati materiale, ki lahko proizvajajo veliko količino elektronov. Zaradi tega je zelo pomembno dojeti gibanje elektronov v bateriji, prejšnje tehnike analize pa ne morejo neposredno opazovati gibanja elektronov. Zato ni mogoče količinsko določiti, kateri element v aktivnem materialu elektrode (mangan (Mn), kobalt (Co), nikelj (Ni), kisik (O) itd.) Lahko sprosti elektrone.

Tokratna metoda analize je rešila dolgoletni problem-odkritje izvora toka med polnjenjem in praznjenjem ter ga količinsko zaznati za “prvega na svetu” (Nissan Motor). Posledično je mogoče natančno dojeti pojave, ki se pojavljajo v bateriji, zlasti gibanje aktivnega materiala, ki ga vsebuje material pozitivne elektrode. Tokratne rezultate so skupaj razvili Nissan ARC, Univerza v Tokiu, Kjotska univerza in Univerza v Osaki.

Tesla akumulator za shranjevanje energije

Uporabil sem tudi “simulator zemlje”

Analitska metoda, ki je bila tokrat razvita, uporablja tako “rentgensko absorpcijsko spektroskopijo” z uporabo “konca absorpcije L” kot “metodo izračuna po prvih načelih” z uporabo superračunalnika “Simulator zemlje”. Čeprav so nekateri že uporabljali rentgensko absorpcijsko spektroskopijo za analizo litij-ionskih baterij, je uporaba “K absorpcijskega konca” glavna. Elektroni, razporejeni v plasti lupine K, ki je najbližje jedru, so vezani v atomu, zato elektroni ne sodelujejo neposredno pri naboju in praznjenju.

Metoda analize tokrat uporablja absorpcijsko spektroskopijo X z uporabo absorpcijskega konca L za neposredno opazovanje pretoka elektronov, ki sodelujejo v reakciji baterije. Poleg tega je bilo z združevanjem z metodo izračunavanja prvih načel z uporabo simulatorja zemlje z visoko natančnostjo ugotovljeno količino gibanja elektronov, o kateri je bilo mogoče sklepati šele prej.

Ta tehnologija bo močno vplivala na vrste sistemov za shranjevanje energije akumulatorjev

Nissan ARC uporablja to metodo analize za analizo katodnih materialov s presežkom litija. Ugotovljeno je bilo, da so (1) v stanju visokega potenciala elektroni, ki pripadajo kisiku, koristni za polnilno reakcijo; (2) pri praznjenju so elektroni mangana koristni za reakcijo praznjenja.

Zasnova sistema za shranjevanje energije akumulatorja