TeadlasedMüncheni tehnikaülikool(Tuum) jaRWTH Aacheni ülikoolSaksamaal on võrrelnud kõrge energiatarbega naatriumiakude (SIBS) elektrilist jõudlust tipptasemel suure energiaga liitium-ioonakuga (LIBS), millel on liitium-raua-fosfaat (LFP) katoodiga.

Meeskond leidis, et laadimisel ja temperatuuril on suurem mõju impulssikindlusele ja õdede takistusele kui LIB-dele, mis võib mõjutada projekteerimisvalikuid ja viitab sellele, et SIB-d võivad jõudluse optimeerimiseks vajada keerukamat temperatuuri ja laenguhaldussüsteeme, eriti madalama laengu taseme korral.

• Impulsi takistuse edasiseks selgitamiseks: termin viitab sellele, kui palju aku pinge langeb, kui järsku energianõudlust rakendatakse. Seetõttu näitavad uuringud, et naatrium-ioonpatareid mõjutab laengu tase ja temperatuur rohkem kui liitium-ioon akud.

Uuringud:

"Naatrium-ioonpatareisid [SIBS] peetakse üldiselt LIBS-i väljalangemise asendajaks," ütlesid teadlased. "Sellegipoolest nõuavad erinevused naatriumi ja liitiumi elektrokeemilises käitumises nii anoodi kui ka katoodi kohanemist. Liitium-ioonpatareide puhul kasutatakse tavaliselt anoodimaterjalina tavaliselt grafiidit, õdede kõva süsiniku jaoks peetakse praegu õdede jaoks kõige paljulubavamat materjali."

Samuti selgitasid nad, et nende töö oli mõeldud uurimistöös lünga täitmiseks, kuna endiselt puuduvad teadmised õdede elektrilise käitumise kohta erineva temperatuuri ja olukorraga (SOC).

Uurimisrühm viis läbi eriti elektrilise jõudluse mõõtmisi temperatuuridel vahemikus 10 kraadi C kuni 45 kraadi C ja avatud vooluahela mõõtmised täisraku erinevatel temperatuuridel, samuti vastavate rakkude poolerakulised mõõtmised 25 C juures temperatuuril 25 C.

"Lisaks uurisime temperatuuri ja SOC mõju nii alalisvoolutakistusele (R DC) kui ka galvanostaatilisele elektrokeemilisele impedantsi spektroskoopiale (GEIS)," täpsustas see. "Dünaamilistes tingimustes kasutatava võimsuse, kasutatava energia ja energiatõhususe uurimiseks viisime läbi kiiruse võimekuste testid, rakendades erineva koormuse kiirust erinevatel temperatuuridel."

Teadlased mõõtsid liitium-ioon aku, naatrium-ioon aku nikkel-mangaani raua katoodiga ja liitium-ioon aku, millel oli LFP katoodiga. Kõigil kolmel näitasid pingehüstereesi, mis tähendab, et nende avatud vooluringi pinge erines laadimise ja tühjendamise vahel.

"Huvitav on see, et SIBS-i jaoks toimub hüstereesis peamiselt madala SOC-i puhul, mis on poolraku mõõtmiste kohaselt tõenäoliselt kõva süsiniku anoodi tõttu," rõhutas akadeemikud. "Libi R -DC ja takistus näitavad SOC -ist väga vähe sõltuvust. Vastupidiselt suurenevad SIBS -i puhul R -ala DC ja impedants märkimisväärselt alla 30%, samal ajal kui kõrgematel SoC -del on vastupidine mõju ja see põhjustab madalamaid R -DC ja impedantsi väärtusi."

Lisaks tegid nad kindlaks, et R_DC ja impedantsi temperatuurisõltuvus on SIB -de puhul suurem kui LIBS. "LIB-testid ei näita SOC-i olulist mõju edasi-tagasi tõhususele. Vastupidiselt võib SIB-de jalgrattaga sõitmine 50% -lt 100% -ni vähendada tõhususe kadu rohkem kui poole võrra võrreldes tsükliga 0% -lt 50% -ni," selgitasid nad veelgi, märkides, et SIBSi tõhusus kasvab drastiliselt kõrgema SOC-i vahemikuga võrreldes rakkudes drastiliselt.