Ymchwilwyr o'rPrifysgol Dechnegol Munich(Tum) aPrifysgol RWth AachenYn yr Almaen mae wedi cymharu perfformiad trydanol batris sodiwm-ion ynni uchel (SIBs) â pherfformiad batri lithiwm-ion ynni uchel o'r radd flaenaf (LIBS) gyda chathod lithiwm-haearn-ffosffad (LFP) .

Canfu'r tîm fod y radd flaenaf a'r tymheredd yn cael dylanwad uwch ar wrthwynebiad pwls a rhwystriant y SIBs na'r LIBS, a allai ddylanwadu ar ddewisiadau dylunio ac mae'n awgrymu y gallai SIBs ofyn am systemau rheoli tymheredd a gwefr mwy soffistigedig i optimeiddio perfformiad, yn enwedig ar lefelau gwefr is.

• I egluro ymwrthedd pwls ymhellach: mae'r term yn cyfeirio at faint mae foltedd batri yn ei ostwng pan roddir galw sydyn pŵer. Felly, mae'r ymchwil yn dangos bod batris sodiwm-ion yn cael eu heffeithio'n fwy gan lefel gwefr a thymheredd na batris lithiwm-ion.

Ymchwil:

“Yn gyffredinol, mae batris sodiwm-ion [SIBs] yn cael eu hystyried yn lle galw heibio ar gyfer libs,” nododd y gwyddonwyr. “Serch hynny, mae'r gwahaniaethau yn ymddygiad electrocemegol sodiwm a lithiwm yn gofyn am addasiadau ar yr anod a'r catod. Tra ar gyfer batris lithiwm-ion [libs] fel arfer defnyddir graffit fel deunydd anod, ar gyfer sibs mae carbon caled yn cael ei ystyried ar hyn o bryd fel y deunydd mwyaf addawol ar gyfer sibs. ”

Fe wnaethant hefyd egluro mai bwriad eu gwaith oedd llenwi bwlch yn yr ymchwil, gan fod diffyg gwybodaeth o hyd am ymddygiad trydanol SIBs o ran tymereddau amrywiol a Chyfyngau Cyfartalfeydd (SOCs).

Cynhaliodd y tîm ymchwil, yn benodol, fesuriadau perfformiad trydanol ar dymheredd yn amrywio o 10 gradd C i 45 gradd C a mesuriadau foltedd cylched agored y gell lawn ar dymheredd gwahanol yn ogystal â mesuriadau hanner cell o'r celloedd cyfatebol ar 25 C .

“Ar ben hynny, gwnaethom ymchwilio i ddylanwad tymheredd a SOC ar y gwrthiant cerrynt uniongyrchol (R DC) a sbectrosgopeg rhwystriant electrocemegol galfanostatig (GEIS),” nododd. “Er mwyn archwilio’r gallu y gellir ei ddefnyddio, ynni defnyddiadwy, ac effeithlonrwydd ynni o dan amodau deinamig, gwnaethom gynnal profion gallu ardrethi trwy gymhwyso cyfraddau llwyth gwahanol ar dymheredd gwahanol.”

Mesurodd yr ymchwilwyr fatri lithiwm-ion, batri sodiwm-ion gyda chatod haearn nicel-manganîs, a batri lithiwm-ion gyda chatod LFP. Roedd y tri yn dangos hysteresis foltedd, gan olygu bod eu foltedd cylched agored yn wahanol rhwng codi tâl a rhyddhau.

“Yn ddiddorol, i SIBs, mae’r hysteresis yn digwydd yn bennaf ar SOCs isel, sydd, yn ôl mesuriadau hanner cell, yn debygol oherwydd yr anod carbon caled,” pwysleisiodd yr academyddion. “Ychydig iawn o ddibyniaeth ar r DC a rhwystriant y lib ar y SOC. Mewn cyferbyniad, ar gyfer SIBs, mae'r R DC a'r rhwystriant yn cynyddu'n sylweddol yn SOCs o dan 30%, tra bod SOCs uwch yn cael yr effaith groes ac yn arwain at werthoedd R DC a rhwystriant is. ”

Ar ben hynny, fe wnaethant ddarganfod bod dibyniaeth tymheredd R_DC a rhwystriant yn uwch ar gyfer SIBs na LIBS. “Nid yw’r profion LIB yn dangos dylanwad sylweddol ar y SOC ar effeithlonrwydd y daith gron. Mewn cyferbyniad, gall beicio’r SIBs o 50% i 100% SOC leihau colledion effeithlonrwydd o fwy na hanner o gymharu â beicio o 0% i 50%, ”esboniwyd ymhellach, gan nodi bod effeithlonrwydd sibs yn tyfu’n sylweddol wrth feicio’r celloedd mewn a Ystod SOC uwch o'i gymharu ag ystod SOC is.