Изследователи отТехнически университет в Мюнхен(Tum) иRWTH AACHEN UNIVERSITYВ Германия сравняват електрическата характеристика на високоенергийните натриево-йонни батерии (SIBs) с тази на най-модерната високоенергийна литиево-йонна батерия (LIBS) с литиево-желязо-фосфат (LFP) катод .

Екипът установи, че състоянието и температурата имат по-голямо влияние върху устойчивостта на импулса и импеданса на SIB, отколкото LIBS, което може да повлияе на избора на дизайн и предполага, че SIB могат да изискват по-усъвършенствани системи за температура и заряд, за да се оптимизира изпълнение, особено при по -ниски нива на заряд.

• За да се обясни допълнително импулсното съпротивление: Терминът се отнася до това колко спада напрежението на батерията, когато се прилага внезапно търсене на мощност. Следователно, изследването показва, че натриево-йонните батерии са по-повлияни от нивото на заряда и температурата от литиево-йонните батерии.

Изследване:

„Натриево-йонните батерии [SIB] обикновено се разглеждат като заместител на LIBS“, заявиха учените. „Въпреки това, разликите в електрохимичното поведение на натрий и литий изискват адаптации както на анода, така и на катода. Докато за литиево-йонните батерии [libs] обикновено графитът се използва като аноден материал, за SIBS твърдият въглерод в момента се разглежда като най-обещаващия материал за SIB. "

Те също така обясниха, че работата им е била предназначена да запълни празнина в изследването, тъй като все още липсват знания за електрическото поведение на SIB по отношение на различни температури и състояния (SOCs).

Изследователският екип проведе по-специално измервания на електрическите характеристики при температури, вариращи от 10 градуса С до 45 градуса С и измерване на напрежението на отворена верига на пълната клетка при различни температури, както и полуклетъчни измервания на съответните клетки при 25 С при 25 С при 25 С .

„Освен това изследвахме влиянието на температурата и SOC както върху директното съпротивление на тока (R DC), така и върху галваностатичната електрохимична импедансна спектроскопия (GEI)“, посочи той. „За да проучим полезния капацитет, използваемата енергия и енергийната ефективност при динамични условия, извършихме тестове за способност за скорост, като прилагаме различни скорости на натоварване при различни температури.“

Изследователите измерват литиево-йонна батерия, натриево-йонна батерия с никел-мангански железен катод и литиево-йонна батерия с LFP катод. И трите показаха хистерезис на напрежението, което означава, че напрежението им с отворена верига се различава между зареждането и изхвърлянето.

„Интересното е, че за SIBs хистерезисът се появява предимно при ниски SOC, което според полуклетъчните измервания вероятно се дължи на твърдия въглероден анод“, подчертава академиците. „R DC и импедансът на LIB показват много малка зависимост от SOC. За разлика от това, за SIBs, R DC и импедансът значително се увеличават при SOCs под 30%, докато по -високите SOC имат обратен ефект и водят до по -ниски стойности на R DC и импеданс. "

Освен това те установяват, че температурната зависимост на R_DC и импеданса е по -висока за SIB, отколкото LIBS. „Тестовете на LIB не показват значително влияние на SOC върху ефективността на кръговото пътуване. За разлика от тях, колоезденето на SIB от 50% до 100% SOC може да намали загубите на ефективност с повече от половината в сравнение с колоезденето от 0% до 50% “, обясниха още, като отбелязаха, че ефективността на SIB нараства драстично при колоездене на клетките в a По -висок обхват на SOC в сравнение с по -ниския обхват на SOC.