鉅大LARGE | 點擊量：440次 | 2022年08月31日
新技術可筆直觀察鋰電池的電子運動
日產汽車與日產ARC于2014年三月十三日宣布，開發(fā)出了一種分解辦法，可筆直觀察鋰離子電池充放電時正極材料中的電子運動作并定量化。采用此辦法，使得高容量鋰離子電池的開發(fā)成為可能，從而有助于延長純電動汽車(EV)的續(xù)航距離。
要開發(fā)容量高、壽命長的鋰離子電池，非得在電極活性物質中盡量多儲存鋰，進行可出現(xiàn)大量電子的材料設計。為此，掌握電池中的電子運動十分緊要，而往日的分解技術無法筆直觀察電子的運動。因此，無法定量識別電極活性物質(錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、氧(O)等)中什么元素可在多大程度上釋放了電子。
此次開發(fā)的分解方法，使得長期存在的課題探明充放電時電流的起源并定量把握，全球首次獲得了解決(日產汽車)。由此，可準確掌握電池內部發(fā)生的現(xiàn)象，尤其是正極材料含有的活性物質的運動狀況。此次的成果是由日產ARC與東京大學、京都大學、大阪府立大學共同開發(fā)的。
還使用了地球模擬器
此次開發(fā)的分解辦法，同時運用了使用L吸收端的X射線吸收分光法和使用超級計算機地球模擬器的第一原理計算法。盡管往日也有人采用X射線吸收分光法執(zhí)行過鋰離子電池分解，但使用K吸收端為主流。配置在距離原子核最近的K殼層的電子被束縛在原子內，因此電子并沒有筆直參與充放電。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
此次的分解辦法因采用了利用L吸收端的X吸收分光法，可以筆直觀察參與電池反應的電子流動。并且，通過與使用地球模擬器的第一原理計算法相結合，以高精度獲得了往日只能間接推斷的電子移動量。
日產ARC將此分解辦法用于分解鋰過剩型正極材料。結果發(fā)現(xiàn)，(1)在高電位狀態(tài)下，屬于氧的電子有益于充電反應;(2)在放電時，屬于錳的電子有益于放電反應。
