在年初(2014年3月)日產(chǎn)對外宣布,正在開發(fā)一項新的電池分析技術(shù),利用該技術(shù)可直接觀察鋰離子電池充放電時正極材料中的電子運動。從而進一步研究和設(shè)計電池材料,研發(fā)出容量更高、壽命更長的電池。據(jù)悉這能將現(xiàn)款電動車的續(xù)航能力最高提升100%!而即將迎來換代的日產(chǎn)聆風(LEAF)其續(xù)航里程將突破300km,相比現(xiàn)款約150km的續(xù)航里程提升了一倍左右。雖然官方并未具體透露相關(guān)變化,但或許會跟這項分析技術(shù)有關(guān)。
電池圈中的大明星,鋰離子電池
一直以來,如何提高純電動車的續(xù)航里程,成為困擾汽車圈乃至科技界中的首要難題。而解決這難題的關(guān)鍵便是電池技術(shù)。在這漫長的發(fā)展長河中,電池經(jīng)歷了從鉛蓄電池到太陽能電池以及鋰離子電池等過程。其中鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、循環(huán)壽命長等特性被廣泛應(yīng)用在汽車、筆記本、手機等行業(yè),成為了電池圈中最炙手可熱的“大明星”。
全球首項電池分析技術(shù),可觀察電子活動
基于現(xiàn)在最炙手可熱的鋰離子電池,日產(chǎn)分析與研究中心聯(lián)合東京大學、京都大學以及大阪府立大學成功研發(fā)出了一種可直接觀察電子活動狀態(tài)的電池分析技術(shù)!通過最直觀的精確觀察電池內(nèi)部的電子活動,從而進一步研究和設(shè)計電池材料,為未來研究性能更好、壽命更長的電極材料提供了空間。這項發(fā)明也填補了電池分析技術(shù)領(lǐng)域上的空白。
日本超級計算機——地球模擬器
這項新的電池分析技術(shù)運用了L吸收限(注1)的X放射吸收光譜(注2),可以直接觀察參與電池反應(yīng)的電子流動。并且,通過與日本超級計算機,地球模擬器(注3)的第一原理計算法(注4)相結(jié)合,以高精度獲得了以前只能間接推斷的電子移動量。
注1.吸收限:指物質(zhì)對X射線的吸收量隨輻射頻率的增大而改變,當輻射頻率增加至某一限度時吸收量會驟然增大,這個限度稱作吸收限。吸收限的大小與原子中電子的能級有關(guān),可分為K吸收限和L吸收限。
注2.X放射吸收光譜:通過照射不同強度的X射線,測量原子束縛電子的X射線吸收能量(吸收限)范圍,分析原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)的方法。
注3.地球模擬器:由日本宇宙開發(fā)事業(yè)團、日本原子能研究所以及海洋科學技術(shù)中心共同開發(fā)的矢量型超級計算機,通過在計算機內(nèi)設(shè)置“虛擬地球”,以預(yù)測及解析整個地球的大氣循環(huán)、地殼變動、地震發(fā)生等大規(guī)模計算為目的而開發(fā)。
注4.第一性原理計算法:不使用實驗值的情況下計算電子狀態(tài)的方法。