Navorsers van dieTegniese Universiteit van München(Tum) enRWTH Aachen UniversiteitIn Duitsland het die elektriese werkverrigting van hoë-energie natrium-ioonbatterye (SIB's) vergelyk met dié van 'n moderne hoë-energie-litium-ioonbattery (LIBS) met 'n litium-ysterfosfaat (LFP) katode .

Die span het bevind dat die lading en temperatuur 'n groter invloed op die polsweerstand en die impedansie van die SIB's het as die LIBS, wat die ontwerpkeuses kan beïnvloed en suggereer dat SIB's meer gesofistikeerde temperatuur- en ladingsbestuurstelsels kan benodig om te optimaliseer prestasie, veral op laer ladingsvlakke.

• Om die polsweerstand verder te verklaar: die term verwys na hoeveel 'n batteryspanning daal as 'n skielike kragvraag toegepas word. Daarom dui die navorsing aan dat natrium-ioonbatterye meer beïnvloed word deur ladingsvlak en temperatuur as litium-ioonbatterye.

Navorsing:

“Natrium-ioonbatterye [SIB's] word oor die algemeen gesien as 'n drop-in-vervanging vir LIBS,” het die wetenskaplikes gesê. 'Nietemin, die verskille in die elektrochemiese gedrag van natrium en litium benodig aanpassings op beide die anode en die katode. Terwyl litium-ioonbatterye [LIBS] gewoonlik as anodemateriaal gebruik word, word harde koolstof tans gesien as die belowendste materiaal vir SIB's. ”

Hulle het ook verduidelik dat hul werk bedoel was om 'n leemte in die navorsing te vul, aangesien daar steeds 'n gebrek aan kennis is oor die elektriese gedrag van SIB's in terme van verskillende temperature en staatsaandele (SOC's).

Die navorsingspan het veral elektriese prestasiemetings uitgevoer by temperature wat wissel van 10 grade C tot 45 grade C en oopkringspanningsmetings van die volledige sel by verskillende temperature, sowel as halfselmetings van die ooreenstemmende selle by 25 C .

"Verder het ons die invloed van temperatuur en SOC op beide direkte stroomweerstand (R DC) en galvanostatiese elektrochemiese impedansspektroskopie (GEIS) ondersoek," het dit gespesifiseer. "Om die bruikbare kapasiteit, bruikbare energie en energiedoeltreffendheid onder dinamiese toestande te ondersoek, het ons toetse vir snelheidsvermoë uitgevoer deur verskillende lastempo's by verskillende temperature toe te pas."

Die navorsers het 'n litium-ioonbattery gemeet, 'n natrium-ioonbattery met 'n nikkel-Manganese-yster-katode, en 'n litium-ioonbattery met 'n LFP-katode. Al drie het spanningshisterese getoon, wat beteken dat hul oopkringspanning verskil tussen lading en ontlading.

"Interessant genoeg vind die histerese vir SIB's hoofsaaklik by lae SOC's voor, wat volgens halfselmetings waarskynlik te wyte is aan die harde koolstofanode," het die akademici benadruk. “Die R DC en die impedansie van die lib toon baie min afhanklikheid van die SOC. In teenstelling hiermee, vir SIB's, neem die R DC en die impedansie aansienlik toe by SOC's onder 30%, terwyl hoër SOC's die teenoorgestelde effek het en tot laer R DC en impedansiewaardes lei. ”

Boonop het hulle vasgestel dat die temperatuurafhanklikheid van R_DC en impedansie hoër is vir SIB's as LIBS. “Die LIB-toetse toon nie 'n beduidende invloed van die SOC op die doeltreffendheid van die ronde reis nie. In teenstelling hiermee, kan die fietsry van die SIB's van 50% tot 100% SOC doeltreffendheidsverliese met meer as die helfte verminder in vergelyking met fietsry van 0% tot 50%, ”het hulle verder verduidelik en opgemerk dat die doeltreffendheid van SIB's drasties groei wanneer die selle in 'n fietsry Hoër SOC -reeks in vergelyking met 'n laer SOC -reeks.