研究人员)KINO Koichi，高级研究员，OSHIMA Nagayasu，X射线和正电子测量组组长，TANAKA Masahito，组长，FUJIWARA Takeshi，高级研究员，KURODA Ryunosuke，分配到该组，测量和分析仪器研究所辐射成像测量组，WATAZU Akira，轻金属设计高级研究员多材料研究所课题组
- 使用高穿透力的中子束非破坏性地观察商用电池内部异质降解的进展
- 一种考虑晶体取向的新分析方法揭示了充电状态下阳极材料中每种类型的含锂晶体的不均匀密度分布
- 为提高充放电循环特性等锂离子二次电池的高性能做出贡献
使用中子对 LIB 晶相和锂离子密度进行无损定量成像
锂离子二次电池（以下简称“LIB”）具有高存储能量密度，适合小型化和大容量化，因此不仅越来越多地应用于手机和电脑，而且还越来越多地应用于电动汽车和可再生能源电力存储。为了长期使用LIB，需要抑制因反复充放电而导致的劣化。
LIB 通过锂离子从阴极材料移动到石墨等阳极材料中来充电。因此，分析充电容量下降的原因需要获取负极材料中保留锂离子的晶体的类型和密度等信息，而无需将其从外壳中取出。然而，由于晶体取向强度等因素，大范围定量获取LIB负极材料晶体信息的技术尚未实现。
AIST 的研究人员与 NISSAN ARC Ltd、高能加速器研究组织 (KEK) 以及科学与社会综合研究组织 (CROSS) 合作，成功地实现了电池电极退化的无损可视化以及晶相类型和密度的量化。这是通过将新开发的分析方法应用于晶体结构成像（布拉格边缘成像）测量来实现的，该方法是通过对新的和退化的 LIB 上的中子束进行透射谱分析来实现的。
中子束具有高穿透力，可以穿透LIB外壳，实现内部无损观察。此外，还可以通过分析中子束的透射谱来获得有关石墨或其他阳极材料的晶体结构的信息。该研究小组设计并应用了一种考虑石墨晶体取向的新分析方法，以可视化石墨负极中锂离子的插入/脱出状态、密度和二维空间分布，并定量阐明新的和降解的LIB产品之间的差异。利用该技术对由于充电和放电而导致的锂离子电池降解过程进行无损和操作观察，有望有助于开发更高性能的电池。