Toyota разработала первый в мире метод наблюдения за поведением ионов лития в электролите во время зарядов и разрядов литий-ионного аккумулятора.
Метод позволяет в режиме реального времени отслеживать отклонения ионов лития. Эти отклонения являются основной причиной ухудшения производительности батарей.
Литий-ионные аккумуляторы используют оксиды металла в катоде, углеродный материал в аноде и органический электролит в качестве собственно электролита. Ионы лития «текут» в электролит от катода к аноду, когда батарея заряжается, и от анода к катоду, когда батарея разряжается; они отвечают за уровень тока. Таким образом, они играют ключевую роль в работе батареи.
Отклонение ионов лития происходит в электродах и электролите как раз в процессе заряда и разряда. Но до сих пор не существовало способа исследования поведения ионов.
Метод наблюдения Toyota базируется на двух вещах. Во-первых, компания использует самое мощное в мире синхротронное излучение, которое в 1 млрд раз мощнее обычного рентгеновского луча, что дает возможность получать высококачественные рентгеновские изображения. Во-вторых, привычный фосфор в электролите исследуемого аккумулятора заменяется тяжелым элементом, который передает меньше рентгеновских лучей и на снимках выглядит более темным. Ионы лития в процессе работы соединяются с темными тяжелыми элементами и их поведение становится проще отслеживать, потому что на снимках они выглядят более контрастными.
Toyota считает, что анализ отклонений ионов лития откроет возможности для разработок в области повышения эффективности и долговечности батарей, что в конечном итоге позволит улучшить характеристики электромобилей (запас хода и ресурс).
