محققان ازدانشگاه فنی مونیخ(توم) ودانشگاه RWTH AACHENدر آلمان عملکرد الکتریکی باتری های سدیم یون با انرژی بالا (SIB) را با یک باتری لیتیوم یون با انرژی بالا (LIBS) با یک کاتد لیتیوم-آهن فسفات (LFP) مقایسه کرده است.

این تیم دریافت که ماجرا و دما تأثیر بیشتری در مقاومت پالس و امپدانس SIBS نسبت به LIBS دارند ، که ممکن است بر گزینه های طراحی تأثیر بگذارد و نشان می دهد که SIBS ممکن است برای بهینه سازی عملکرد ، به ویژه در سطح بار پایین تر ، به سیستم های مدیریت دما و شارژ پیشرفته تر نیاز داشته باشد.

• برای توضیح بیشتر مقاومت در برابر پالس: این اصطلاح به میزان کاهش ولتاژ باتری در هنگام استفاده از تقاضای ناگهانی برق اشاره دارد. بنابراین ، این تحقیق نشان می دهد که باتری های سدیم یون نسبت به باتری های لیتیوم یون بیشتر تحت تأثیر سطح بار و درجه حرارت قرار می گیرند.

تحقیق:

دانشمندان اظهار داشتند: "باتری های یون سدیم [SIB] به طور کلی به عنوان جایگزینی قطره ای برای LIBS دیده می شوند." "با این وجود ، تفاوت در رفتار الکتروشیمیایی سدیم و لیتیوم نیاز به سازگاری در آند و کاتد دارد. در حالی که برای باتری های لیتیوم یون [Libs] معمولاً به عنوان ماده آند استفاده می شود ، زیرا SIBS کربن سخت در حال حاضر به عنوان امیدوار کننده ترین ماده برای SIBS دیده می شود."

آنها همچنین توضیح دادند كه كار آنها برای پر كردن شکاف در تحقیق انجام شده است ، زیرا هنوز در مورد رفتار الکتریکی SIBS از نظر درجه حرارت متفاوت و شارژهای مدرن (SOC) هنوز عدم آگاهی در مورد رفتار الکتریکی SIBS وجود دارد.

تیم تحقیقاتی ، به ویژه ، اندازه گیری عملکرد الکتریکی در دماهای مختلف از 10 درجه سانتیگراد تا 45 درجه سانتیگراد و اندازه گیری ولتاژ مدار باز از سلول های کامل در دماهای مختلف و همچنین اندازه گیری نیم سلولی سلولهای مربوطه در 25 C.

"علاوه بر این ، ما تأثیر دما و SOC را بر روی مقاومت مستقیم جریان مستقیم (R DC) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی گالوانوستاتیک (GEIS) بررسی کردیم." "برای بررسی ظرفیت قابل استفاده ، انرژی قابل استفاده و بهره وری انرژی در شرایط پویا ، ما با استفاده از نرخ بار مختلف در دماهای مختلف ، تست های قابلیت نرخ را انجام دادیم."

محققان باتری لیتیوم یون ، باتری سدیم یون را با کاتد نیکل مانگان-آهن و یک باتری لیتیوم یون با کاتد LFP اندازه گیری کردند. هر سه هیسترزیس ولتاژ را نشان دادند ، به این معنی که ولتاژ مدار باز آنها بین شارژ و تخلیه متفاوت است.

دانشگاهیان تأکید کردند: "جالب اینجاست که برای SIBS ، هیسترزیس در درجه اول در SOC های کم اتفاق می افتد ، که طبق اندازه گیری های نیمه سلول ، احتمالاً به دلیل آند کربن سخت است." "R DC و امپدانس LIB وابستگی بسیار کمی به SOC نشان می دهد. در مقابل ، برای SIBS ، R DC و امپدانس به طور قابل توجهی در SOC های زیر 30 ٪ افزایش می یابد ، در حالی که SOC های بالاتر اثر متضاد دارند و منجر به پایین تر R DC و مقادیر امپدانس می شوند."

علاوه بر این ، آنها تشخیص دادند که وابستگی دما R_DC و امپدانس برای SIBS از LIBS بیشتر است. "در مقابل ، دوچرخه سواری SIB از 50 ٪ تا 100 ٪ SOC می تواند بیش از نیمی از دوچرخه سواری را در مقایسه با دوچرخه سواری از 0 ٪ تا 50 ٪ کاهش دهد ، تأثیر قابل توجهی از SOC نشان نمی دهد.