Vědci zTechnická univerzita v Mnichově(Tum) aUniverzita Rwth AachenV Německu porovnali elektrický výkon vysokoenergetických sodíkových baterií (SIB) s nejmodernější vysokoenergetickou lithium-iontovou baterií (LIBS) katodou lithium-iron-fosfátu (LFP).

Tým zjistil, že nejtěžší a teplota mají vyšší vliv na odpor pulsu a impedanci SIB než libs, což může ovlivnit výběr návrhu a naznačuje, že SIB mohou vyžadovat sofistikovanější systémy řízení teploty a řízení poplatků, aby se optimalizovaly výkon, zejména při nižší úrovni náboje.

• Pro další vysvětlení odporu pulsu: Termín odkazuje na to, kolik napětí baterie poklesne, když je použita náhlá poptávka po energii. Výzkum proto naznačuje, že baterie sodíku-iontu jsou více ovlivněny hladinou a teplotou nabíjení než lithium-iontové baterie.

Výzkum:

"Sód-iontové baterie [SIBS] jsou obecně považovány za výměnu za libsy," uvedli vědci. "Nicméně rozdíly v elektrochemickém chování sodíku a lithia vyžadují adaptace jak na anodě, tak na katodu. Zatímco pro lithium-iontové baterie [LIB] se obvykle grafitu používají jako anodový materiál, pro sibs je tvrdý uhlík v současné době považován za nejvíce slibnější materiál pro SIB."

Vysvětlili také, že jejich práce byla určena k zaplnění mezery ve výzkumu, protože stále chybí znalosti o elektrickém chování SIB, pokud jde o různé teploty a nejmodernější poplatky (SOC).

Výzkumný tým provedl zejména měření elektrického výkonu při teplotách v rozmezí od 10 ° C do 45 ° C a měření napětí s otevřeným okruhem při různých teplotách, jakož i měření polovičních buněk odpovídajících buněk při 25 C.

"Dále jsme zkoumali vliv teploty a SOC na odpor přímého proudu (R DC) a galvanostatickou elektrochemickou impedanční spektroskopii (GEIS)," specifikoval. "Abychom prozkoumali použitelnou kapacitu, spotřebitelnou energii a energetickou účinnost za dynamických podmínek, provedli jsme testy schopností rychlosti pomocí různých rychlostí zatížení při různých teplotách."

Vědci měřili lithium-iontovou baterii, sodíkovou iontovou baterii s katodou niklově-manganské železy a lithium-iontovou baterii s LFP katodou. Všechny tři vykazovaly hysterezi napětí, což znamená, že jejich napětí s otevřeným obvodem se lišilo mezi nabíjením a vypouštěním.

"Je zajímavé, že pro SIB se hystereze vyskytuje primárně u nízkých SOC, což je podle měření polovičních buněk pravděpodobně kvůli anodě tvrdé uhlíkové anody," zdůraznili akademici. "R DC a impedance LIB vykazují velmi malou závislost na SOC. Naproti tomu u SIB se R DC a impedance výrazně zvyšují v SOC pod 30%, zatímco vyšší SOC mají opačný účinek a vede k nižším hodnotám R DC a impedancí."

Navíc zjistili, že teplotní závislost R_DC a impedance je u SIB vyšší než LIBS. „LIB testy nevykazují významný vliv SOC na účinnost zpáteční cesty. Naproti tomu cyklování SIB z 50% na 100% SOC může snížit ztráty účinnosti o více než polovinu ve srovnání s cyklováním od 0% na 50%,“ vysvětlili dále a poznamenali, že účinnost SIB roste drasticky, když cyklistika ve vyšších rozsahu SOC.