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摘要: 日产汽车与日产ARC于2014年3月13日宣布,开发出了一种分析方法,可直接观察锂离子电池充放电时正极材料中的电子运动作并定量化。采用此方法, 使得高容量锂离子电池的开发成为可能,从而有助于延长纯电动汽车(EV)的续航距离 。要开发容量高、寿命长的锂离子电池,必须在电极活性物质中尽量多储存锂,进行可产生大量电子的材料设计。为此,掌握电池中的电子运动十分重要,而以前的分析技术无法直接观察电子的运动。
日产汽车与日产ARC于2014年3月13日宣布,开发出了一种分析方法,可直接观察锂离子电池充放电时正极材料中的电子运动作并定量化。采用此方法, 使得高容量锂离子电池的开发成为可能,从而有助于延长纯电动汽车(EV)的续航距离 。
要开发容量高、寿命长的锂离子电池,必须在电极活性物质中尽量多储存锂,进行可产生大量电子的材料设计。为此,掌握电池中的电子运动十分重要,而以前的分析技术无法直接观察电子的运动。因此,无法定量识别电极活性物质(锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、氧(O)等)中什么元素可在多大程度上释放了电子。
此次开发的分析方法,使得长期存在的课题 探明充放电时电流的起源并定量把握, 全球首次 获得了解决(日产汽车)。由此,可准确掌握电池内部发生的现象,尤其是正极材料含有的活性物质的运动状况。此次的成果是由日产ARC与东京大学、京都大学、大阪府立大学共同开发的。
还使用了 地球模拟器
此次开发的分析方法,同时运用了使用 L吸收端 的 X射线吸收分光法 和使用超级计算机 地球模拟器 的 第一原理计算法 。尽管以前也有人采用X射线吸收分光法实施过锂离子电池分析,但使用 K吸收端 为主流。配置在距离原子核最近的K壳层的电子被束缚在原子内,因此电子并没有直接参与充放电。
此次的分析方法因采用了利用L吸收端的X吸收分光法,可以直接观察参与电池反应的电子流动。并且,通过与使用地球模拟器的第一原理计算法相结合,以高精度获得了以前只能间接推断的电子移动量。
日产ARC将此分析方法用于分析锂过剩型正极材料。结果发现,(1)在高电位状态下,属于氧的电子有益于充电反应;(2)在放电时,属于锰的电子有益于放电反应。
型号 | 厂商 | 价格 |
---|---|---|
EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |