TutkijatMünchenin tekninen yliopisto(TUM) jaRwth Aachen -yliopistoSaksassa on verrattu korkeaenergisten natrium-ion-akkujen (SIB) sähköistä suorituskykyä huipputeknisen korkean energian litium-ioni-akun (LIBS) kanssa litium-rautafosfaatti (LFP) -katodilla.

Ryhmä havaitsi, että varaustilassa ja lämpötilassa on suurempi vaikutus pulssiresistenssiin ja SIB: ien impedanssiin kuin LIB: llä, mikä voi vaikuttaa suunnitteluvalintoihin ja viittaa siihen, että SIB: t voivat vaatia hienostuneempia lämpötilan ja varauksenhallintajärjestelmiä suorituskyvyn optimoimiseksi, etenkin alhaisemmalla varaustasoilla.

• Pulssinkestävyyden selittäminen edelleen: Termi viittaa siihen, kuinka paljon akun jännite putoaa, kun äkillinen virrankysyntä kohdistuu. Siksi tutkimus osoittaa, että lataustaso ja lämpötila vaikuttaa enemmän natrium-ioni-akkuihin kuin litium-ioni-akut.

Tutkimus:

"Natrium-ionin paristot [SIB: t] pidetään yleensä LIB: n pudotuskorvauksena", tutkijat totesivat. "Siitä huolimatta natriumin ja litiumin sähkökemiallisen käyttäytymisen erot vaativat sopeutumista sekä anodille että katodille. Vaikka litium-ioni-akkuja [LIB: tä] yleensä grafiittia käytetään anodimateriaalina, SIBS: n kovaa hiiltä pidetään tällä hetkellä SIB: n lupaavimpana materiaalina."

He selittivät myös, että heidän työnsä oli tarkoitus täyttää aukon tutkimuksessa, koska SIB: n sähkökäyttäytymisestä ei ole edelleen tietoa vaihtelevien lämpötilojen ja ladan (SOC) suhteen.

Tutkimusryhmä suoritti erityisesti sähkösuorituskyvyn mittaukset lämpötiloissa, jotka vaihtelivat 10-45 astetta C ja kokonaiskennon avoimen piirin jännitteen mittaukset eri lämpötiloissa sekä vastaavien solujen puolisolujen mittaukset 25 C: llä

"Lisäksi tutkimme lämpötilan ja SOC: n vaikutusta sekä tasavirran resistanssiin (R DC) että galvanostaattiseen sähkökemialliseen impedanssispektroskopiaan (GEIS)", se määritteli. "Tutkimaan käytettävää kapasiteettia, käyttökelpoista energiaa ja energiatehokkuutta dynaamisissa olosuhteissa suoritimme nopeuskyvyn testit soveltamalla erilaisia ​​kuormitusnopeuksia eri lämpötiloissa."

Tutkijat mittasivat litium-ioni-akun, natrium-ioni-akun nikkeli-manganilais-rautakatodilla ja litium-ioni-akku LFP-katodilla. Kaikki kolme osoittivat jännitestereesiä, mikä tarkoittaa niiden avoimen piirin jännitettä eroavan latauksen ja purkamisen välillä.

"Mielenkiintoista on, että SIB: ien osalta hystereesi esiintyy pääasiassa alhaisissa SOC: issa, mikä on puolisolujen mittausten mukaan todennäköisesti kovan hiilianodista", tutkijat korostivat. "LIB: n R -DC ja impedanssi osoittavat hyvin vähän riippuvuutta SOC: sta. Sitä vastoin SIB: ien R -DC: n ja impedanssi lisääntyvät merkittävästi alle 30%: lla, kun taas korkeammilla SOC: illa on päinvastainen vaikutus ja ne johtavat alhaisempiin R -DC- ja impedanssiarvoihin."

Lisäksi he varmistivat, että R_DC: n ja impedanssin lämpötilariippuvuus on korkeampi SIB: ille kuin LIB: llä. "LIB-testit eivät osoita SOC: n merkittävää vaikutusta edestakaisen matkan tehokkuuteen. Sitä vastoin SIB: ien kiertäminen 50%: sta 100%: iin voi vähentää tehokkuushäviöitä yli puolella verrattuna syklistä 0%: sta 50%: iin", he selittivät edelleen, että SIB: ien tehokkuus kasvaa dramaattisesti, kun solut pyöräilevät korkeammalla SOC-alueella verrattuna alempiin SOC-alueisiin.