（2016年11月24日，北京）豐田汽車公司（以下簡稱“豐田”）在全球首次^※1研發出對鋰離子電池充放電時鋰離子在電解液中移動狀態的觀察方法。鋰離子失衡是造成鋰離子電池性能下降的一大原因。通過該觀察方法能夠對鋰離子失衡的情況進行實時觀察，從而為提升外插充電式混合動力車（PHEV）和電動車（EV）的續航里程以及電池的壽命等電池的性能、耐久性明確研發方向。

鋰離子電池是正極為金屬氧化物，負極為碳材料，并采用有機電解液作為電解液的一種電池。充電時，鋰離子在電解液中從正極移動到負極，放電時，鋰離子在電解液中從負極移動到正極，從而形成電流。因此電解液中的鋰離子在充放電的過程中發揮著重要的作用。

【車載鋰離子電池的內部結構和原理】

經確認，充放電會導致電極和電解液中的鋰離子失衡，這是限制電池使用范圍，即能夠最大限度發揮電池性能范圍縮小的原因之一。然而，在分析鋰離子失衡的機理時，利用過去的方法無法在與產品的使用環境和條件相同的狀態下確認鋰離子在電解液中的移動狀態。

【放電時的狀態】

為解決上述問題，本次發布的新的觀察方法有以下兩個特點。

①大型同步輻射設施“Spring-8^※2”是全球最高性能的放射線生成設施，該設施擁有的豐田光束線^※3利用強度約為X射線裝置10億倍的高強度X射線，實現了0.65微米/像素的高分辨率以及100毫秒/張的高速測量。

②此觀察方法中使用的不是大多數鋰離子電池所使用的含磷電解液，而是含重元素電解液，將在電解液中移動過程中與鋰離子結合的“含磷離子”替換為“含重元素離子”。與磷相比，重元素具有X射線不易穿透的性質，拍攝X射線穿透畫面的陰影會更深，更加明顯。這樣一來，通過觀察重元素的運動狀態，就能夠觀察電解液中，與重元素結合的鋰離子的失衡動向。

【此次新研發的觀察方法】

運用上述方法，便可使用與產品相同的電池（層疊電池），在實際使用環境和條件相同的狀態下，實時觀察充放電的經過以及電解液中鋰離子失衡的過程。本觀察方法由豐田中央研究所、日本汽車零部件綜合研究所以及4所大學^※4共同研發。

【放電時電解液中鋰離子失衡】

今后，我們將通過觀察鋰離子在不同正負極和隔板、電解液的材料和構造以及不同電池控制方式下的運動狀態，分析電池性能下降的機理，從而推動旨在提升搭載車輛續航里程以及電池的壽命等電池性能及耐用性的研發。

※1結合高強度X射線和含重元素的電解液，利用層疊電池將鋰離子在電解液中的狀態可視化的方法。（截止2016年10月，豐田調查結果）
※2國立研究開發法人理化學研究所（理研）作為業主全面運營的全球最高性能的大型同步輻射實驗和研究設施。運維管理由公益財團法人高輝度光科學研究中心（JASRI）負責。
    （Spring-8：Super Photon ring-8 GeV）
※3株式會社豐田中央研究所在理研和JASRI的協助下設置的專用光束線。
※4北海道大學、東北大學、京都大學、立命館大學四所大學。