Taighdeoirí ónOllscoil Theicniúil Munich(Tum) agusOllscoil Aachen RWthSa Ghearmáin tá comparáid idir feidhmíocht leictreach cadhnraí sóidiam-ian ardfhuinnimh (SIBanna) agus feidhmíocht ceallraí litiam-ian ard-fhuinnimh (LIBS) ard-ealaíne le catóid litiam-iarann-fosfáit (LFP).

Fuair ​​an fhoireann amach go bhfuil tionchar níos airde ag an úrscothacht agus ag an teocht ar fhriotaíocht na bíge agus ar bhac na SIBanna ná ar na LIBanna, a d'fhéadfadh tionchar a imirt ar roghanna dearaidh agus a thugann le tuiscint go bhféadfadh córais bainistíochta teochta agus muirir níos sofaisticiúla a bheith ag teastáil ó SIBanna chun feidhmíocht a bharrfheabhsú, go háirithe ag leibhéil muirir níos ísle.

• Chun friotaíocht cuisle a mhíniú tuilleadh: Tagraíonn an téarma don mhéid a thiteann voltas ceallraí nuair a chuirtear éileamh tobann cumhachta i bhfeidhm. Dá bhrí sin, léiríonn an taighde go bhfuil tionchar níos mó ag leibhéal muirir agus ag teocht ná ag cadhnraí litiam-ian ar chadhnraí sóidiam-ian.

Taighde:

“Is iondúil go mbreathnaítear ar chadhnraí sóidiam-ian [sibs] mar athsholáthar titim isteach ar LIBanna,” a dúirt na heolaithe. “Mar sin féin, éilíonn na difríochtaí in iompar leictriceimiceach sóidiam agus litiam oiriúnais ar an anóid agus ar an gcatóid araon. Cé go n-úsáidtear graifít litiam-ian de ghnáth mar ábhar anóid, le haghaidh SIBS feictear carbón crua faoi láthair mar an t-ábhar is mó a bhfuiltear ag súil leis do dheirfiúracha.”

Mhínigh siad freisin go raibh sé i gceist ag a gcuid oibre bearna a líonadh sa taighde, mar tá easpa eolais fós ann maidir le hiompar leictreach SIBanna i dtéarmaí teochtaí éagsúla agus muirir úrnua (SOCS).

Rinne an fhoireann taighde, go háirithe, tomhais feidhmíochta leictreacha ag teochtaí idir 10 gcéim C go 45 céim C agus tomhais voltais ciorcaid oscailte den chill iomlán ag teochtaí difriúla chomh maith le tomhais leathchealla na gceall comhfhreagrach ag 25 C.

“Ina theannta sin, rinneamar imscrúdú ar thionchar teochta agus SOC ar fhriotaíocht reatha dhírigh (R DC) agus ar speictreascópacht bacainní leictriceimiceach galvanostatic (GEIS),” a shonraigh sé. “Chun scrúdú a dhéanamh ar an acmhainn inúsáidte, an fuinneamh inúsáidte, agus an éifeachtúlacht fuinnimh faoi choinníollacha dinimiciúla, rinneamar tástálacha cumais ráta trí rátaí éagsúla ualaigh a chur i bhfeidhm ag teochtaí éagsúla.”

Thomhais na taighdeoirí ceallraí litiam-ian, ceallraí sóidiam-ian le catóid iarainn nicil-mangainéis, agus ceallraí litiam-ian le catóid LFP. Léirigh na trí cinn go raibh hysteresis voltais, rud a chiallaíonn go raibh a voltas ciorcaid oscailte difriúil idir muirear agus urscaoileadh.

“Is díol spéise é, i gcás SIBanna, go bhfuil an hysteresis ag tarlú go príomha ag SoCs ísle, atá, de réir tomhais leathchealla, is dócha mar gheall ar an anóid charbóin chrua,” a dúirt an lucht acadúil. “Is beag spleáchas atá ar an R -DC agus an bacainní ar an Lib ar an SOC. I gcodarsnacht leis sin, i gcás sibs, méadaíonn an R DC agus an bacainní go mór ag SOCanna faoi bhun 30%, agus tá an éifeacht eile ag SOCanna níos airde agus bíonn luachanna R DC agus bacainní níos ísle mar thoradh orthu.”

Thairis sin, fuair siad amach go bhfuil spleáchas teochta R_DC agus bacainní níos airde do SIBanna ná do LIBS. “Ní léiríonn na tástálacha Lib tionchar suntasach ag an SOC ar an éifeachtúlacht turais bhabhta. I gcodarsnacht leis sin, is féidir le rothaíocht na SIBanna ó 50% go 100% SOC caillteanais éifeachtúlachta a laghdú níos mó ná leath i gcomparáid le rothaíocht ó 0% go 50%,” mhínigh siad a thuilleadh, ag tabhairt faoi deara go bhfuil éifeachtúlacht na SIBanna ag fás go mór nuair a bhíonn siad ag rothaíocht na cealla i raon SOC.