Istraživači izTehnički univerzitet u Minhenu(TUM) iUniverzitet RWTH AachenU Njemačkoj je usporedio električne performanse visokoenergetskih natrijum-jonskih baterija (SIBS) na stanje vrhunske visokoenergetske litijum-jonske baterije (LOBS) s katodom litijum-željeza-fosfate (LFP).

Tim je utvrdio da su državni i temperatura veći utjecaj na otpornost na impulsu i impedansu SIBS-a od libsa, što može utjecati na izbor dizajna i sugerira da SIBS mogu zahtijevati sofisticiranijim sistemima za upravljanje temperaturi i za optimizaciju performansi, posebno na nižim nivoima punjenja.

• Da biste objasnili otpor pulsa: Izraz se odnosi na to koliko padne napon baterije kada se naglo primjenjuje potražnja za namenom energije. Stoga istraživanje pokazuje da su natrijum-jonske baterije više pogođene nivoom punjenja i temperaturu od litijum-jonskih baterija.

Istraživanje:

"Natrijum-jonske baterije [SIBS] se uglavnom vide kao napadajuća zamjena za LIBS", izjavili su naučnici. "Ipak, razlike u elektrohemijskom ponašanju natrijuma i litijuma zahtevaju anapcije i katode i katode. Dok se za litijum-jonske baterije [LIBS] obično koristi kao anodni materijal, za SIBS tvrdog ugljenika trenutno se vidi kao najperspektivniji materijal za SIBS."

Također su objasnili da je njihov rad bio namijenjen popunjavanju jaza u istraživanju, jer još uvijek nedostaje znanje o električnom ponašanju SIBS-a u smislu različitih temperatura i državnih troškova (Socs).

Istraživački tim izveden, posebno, mjerenja električnih performansi na temperaturama od 10 stepeni C do 45 stepeni C i napona otvorenog kruga pune ćelije na različitim temperaturama, kao i polu-ćelijska mjerenja odgovarajućih ćelija u 25 C.

"Nadalje, istražili smo utjecaj temperature i SoC-a na izravnu strujnu otpornost (R DC) i galvanostatsku elektrohemijsku spektroskopiju impedance (GEIS)", precizirao je. "Da bi se ispitao upotrebljiv kapacitet, upotreblju energiju i energetsku efikasnost u dinamičkim uvjetima, izvršili smo testove sposobnosti brzine primjenom različitih stopa opterećenja na različitim temperaturama."

Istraživači su mjerili litijum-jonsku bateriju, natrijum-jonsku bateriju s katodom niklova-manganske željeza, te litijum-jonska baterija s katodom LFP-a. Sva tri pokazala je histereze napona, što znači da je njihov napon otvorenog kruga razlikovao između punjenja i pražnjenja.

"Zanimljivo, za SIBS, histereza se prvenstveno javlja na niskim SoC-ovima, što je, prema polu-ćelijskim mjerenjima, vjerovatno zbog tvrdog ugljičnog anoda", naglasili su akademici. "R DC i impedancija LIB-a pokazuju vrlo malo ovisnosti o SOC-u. Suprotno tome, za SIBS, R DC i impedance značajno se povećavaju na SoC-ovima ispod 30%, dok veći Socs imaju suprotan učinak i dovode do nižeg R DC i vrijednosti."

Štaviše, oni su utvrdili da je temperaturna ovisnost R_DC i impedance veća za sibs od libs. "Testovi LIB-a ne pokazuju značajan uticaj SoC-a na okruglu efikasnost. Suprotno tome, biciklizam SIBS-a sa 50% do 100% SOC-a može se smanjiti sa više od polovine u odnosu na više od polovine, napominjući da efikasnost sibsa drastično raste kada bicikl ćelije u većem rasponu u odnosu na veći raspon nižeg SOC-a.