Des chercheurs duUniversité technique de Munich(Tum) etRWTH UNIVERSITYEn Allemagne, a comparé les performances électriques des batteries de sodium-ion (Sib) à haute énergie à celles d'une batterie lithium-ion à haute énergie (LIBS) avec une cathode lithium-fer-phosphate (LFP) .

L'équipe a constaté que l'état de charge et la température ont une influence plus élevée sur la résistance au pouls et l'impédance des Sibs que les LIB, ce qui peut influencer les choix de conception et suggère que les SIB peuvent nécessiter des systèmes de température et de gestion des charges plus sophistiqués pour optimiser Performance, en particulier à des niveaux de charge inférieurs.

• Pour expliquer davantage la résistance aux impulsions: le terme fait référence à la quantité de tension de la batterie lorsqu'une demande d'énergie soudaine est appliquée. Par conséquent, la recherche indique que les batteries sodium-ion sont plus affectées par le niveau de charge et la température que les batteries lithium-ion.

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«Les batteries de sodium-ion [Sib] sont généralement considérées comme un remplacement sans rendez-vous pour les LIB», ont déclaré les scientifiques. «Néanmoins, les différences dans le comportement électrochimique du sodium et du lithium nécessitent des adaptations sur l'anode et la cathode. Alors que pour les batteries lithium-ion [LIBS], le graphite est généralement utilisé comme matériau d'anode, pour le carbone dur SIBS est actuellement considéré comme le matériau le plus prometteur pour les Sibs. »

Ils ont également expliqué que leur travail était destiné à combler une lacune dans la recherche, car il y a toujours un manque de connaissances sur le comportement électrique des Sibs en termes de températures variables et de statuts (SOC).

L'équipe de recherche a effectué, en particulier, des mesures de performance électrique à des températures allant de 10 degrés C à 45 degrés C et des mesures de tension en circuit ouvert de la cellule complète à différentes températures ainsi que des mesures de demi-cellule des cellules correspondantes à 25 C .

"De plus, nous avons étudié l'influence de la température et du SOC sur la résistance du courant direct (R DC) et la spectroscopie d'impédance électrochimique galvanostatique (GEIS)", a-t-il spécifié. «Pour examiner la capacité utilisable, l'énergie utilisable et l'efficacité énergétique dans des conditions dynamiques, nous avons effectué des tests de capacité de taux en appliquant différents taux de charge à différentes températures.»

Les chercheurs ont mesuré une batterie au lithium-ion, une batterie sodium-ion avec une cathode nickel-manmanangue-fer et une batterie lithium-ion avec une cathode LFP. Les trois ont montré une hystérésis de tension, ce qui signifie que leur tension en circuit ouvert différait entre la charge et la décharge.

"Fait intéressant, pour les Sibs, l'hystérésis se produit principalement à des SoC faibles, qui est, selon les mesures de demi-cellule, probablement en raison de l'anode du carbone dur", ont souligné les universitaires. «Le R DC et l'impédance de la lib montrent très peu de dépendance à l'égard du SOC. En revanche, pour les SiBS, le R DC et l'impédance augmentent considérablement à des SOC inférieurs à 30%, tandis que les SOC plus élevés ont l'effet inverse et entraînent des valeurs R DC et d'impédance plus faibles. »

De plus, ils ont constaté que la dépendance à la température de R_DC et l'impédance est plus élevée pour les Sib que les LIB. «Les tests de la LIB ne montrent pas une influence significative du SOC sur l'efficacité aller-retour. En revanche, le cycle des SiBS de 50% à 100% SOC peut réduire les pertes d'efficacité de plus de la moitié par rapport au cyclisme de 0% à 50% », ont-ils expliqué en outre, notant que l'efficacité des SIB se développe considérablement lors du cyclisme des cellules dans un Plage de SOC plus élevée par rapport à une plage de SOC inférieure.