日産自動車100%子会社の日産アークは，東京大学，京都大学，大阪府立大学と共同で，リチウムイオンバッテリーの充電，放電時の正極材中の電子の動きを直接観測し定量化できる世界初の分析手法を開発した。この分析手法をバッテリー材料の研究開発に適用することで，高容量，長寿命のバッテリーの開発が可能となる。

高容量，長寿命のリチウムイオンバッテリーを開発するには，電極活物質にできるだけ多くのリチウムを蓄え，多くの電子を発生できる材料の設計が必要となるが，そのためには，バッテリー中の電子の動きを把握することが重要となる。しかし，今までの分析手法では直接電子の動きを観察することはできず，電極活物質（マンガン（Mn），コバルト（Co），ニッケル（Ni），酸素（O）など）のどの元素からどの程度電子が放出されているのかを定量的に識別することができなかった。

今回開発した分析手法は，L吸収端を用いるX線吸収分光法とスーパーコンピュータ「地球シミュレータ」を用いる第一原理計算を併用した新しい方法。 これまでもX線吸収分光法を用いたバッテリーの解析は行なわれていたが，K吸収端を利用したものが主流であったため電池反応に直接関与する電子ではなく，原子内に束縛された電子（原子核に近く，原子核から離れにくいため充放電に関与しない電子）しか観測できなかった。

これにより，電池反応に関与する電子の流れを直接観測出来るようになった。さらに，今まで間接的に推定するにとどまっていた電子移動量を高い精度で得ることが可能となり，充放電時に流れる電流の起源を明らかにしながら，定量的に把握するという手法が初めて実現した。これによって電池内部で起こっている現象，特に正極材に含まれる活物質の挙動を正確に把握することができ，より高性能，長寿命を可能とする電極材料の設計が可能となる。

日産アークはこの手法を用い，これまでの容量の約1.5倍となる高容量正極材料の有力候補として期待されている，リチウム過剰系高容量正極材料を分析したところ，高電位状態で酸素に帰属する電子が充電反応に寄与していること，また，放電時にはマンガンに帰属する電子が放電反応に寄与していることを明確にとらえることができた。これらの分析結果は，この正極材料の実用化，および更なる高容量，長寿命のバッテリー開発に向けた大きな一歩となるもの。

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