最近，豐田汽車在電動汽車領(lǐng)域動作頻頻，先是一改口徑要進軍純電動汽車，隨后又成立了公司內(nèi)部的電動“四人幫”。11月24日，又宣布在鋰離子電池領(lǐng)域有重大突破“breakthrough”，儼然成為純電動汽車的生力軍，要推動產(chǎn)業(yè)進步。作為非電化學(xué)領(lǐng)域的小編，這里用非專業(yè)術(shù)語的“白話”和大家扒一扒這個“重大突破”。
豐田做了什么事情？
簡單地講，豐田公司發(fā)明了一種觀測方法，能夠讓人們在充放電過程中，實時觀察到鋰離子在電解液中的運動。這稱得上是種突破了，因為之前，人們是看不到鋰離子在電解液中的運動，只能猜測，論證。從看不到，到能看到，相當(dāng)于打開了黑盒子，有機會弄懂里面的機理。
豐田要解決的問題是什么？
話說回來，為什么一定要看到這個區(qū)域中鋰離子的運動呢？
因為在充放電過程中會發(fā)生一種現(xiàn)象叫作“Li-ion deviation”（鋰離子偏移，指鋰離子的濃度差？），這種偏移會導(dǎo)致電池的實際可使用容量變小。這樣，為了能夠提高鋰電池的性能，人們非常希望能夠盡可能地減少這種偏移的發(fā)生。這時，就迫切希望能夠了解到鋰離子在離開電極后，經(jīng)過電解液，到達另一極，整個過程中其運動規(guī)律是什么樣的。
這個問題是如何解決的？
知道了問題所在，就要想法子。對于這個問題，豐田的做法很簡單：
（１）用同步輻射的高強度Ｘ射線（是普通Ｘ射線的１０億倍）， 可實現(xiàn)每像素0.65微米的高分辨率及每幀100毫秒的高速測量；
?。ǎ玻┯弥亟饘僭卮骐娊庖褐械暮纂x子，Ｘ射線很難穿透重金屬元素，這樣當(dāng)鋰離子與其結(jié)合時，就能通過觀察重金屬元素的運動來了解鋰離子的運動。
通俗地講，豐田用了超大型放大鏡，并把鋰離子凸現(xiàn)出來，以掌握鋰離子的偏移。
這種方法有什么用？
豐田公司并沒有直接在鋰離子技術(shù)層面有新的突破，但卻提供了一種未來可以提升鋰離子性能的研究手段。這就像是人類要攻克癌癥，要明白致癌機理，找到致癌基因，豐田找到一種可以直接觀察到基因的方法，但距離攻克癌癥還有長遠的路要走，還有大量的研究工作要做，距離真正的商業(yè)化應(yīng)用還要假以時日。
通過這種方法， 研發(fā)人員將可以觀察到正負極、隔膜、電解液材料與構(gòu)造等不同所導(dǎo)致的鋰離子運動，以比較新的材料、工藝、方法是否能夠提高鋰電池性能；同時，有助于分析電池性能降低的機理，為提高車輛的續(xù)航里程及電池壽命等電池性能和耐久性等方面做針對性的研發(fā)。 據(jù)稱，應(yīng)用該方法有望將電動汽車的續(xù)航里程提高10%-15%，同時具有更好的充電性能。