Investigadores doUniversidade Técnica de Múnic(Tum) eRWTH Aachen UniversityEn Alemaña compararon o rendemento eléctrico de baterías de iones de sodio de alta enerxía (SIBS) coa dunha batería de ión de litio de alta enerxía (LIBS) de alta enerxía cun catódico de litio-ferro-fosfato (LFP).

O equipo descubriu que o estado de carga e a temperatura teñen unha maior influencia na resistencia ao pulso e na impedancia dos SIB que os LIBs, o que pode influír nas opcións de deseño e suxire que os SIB poden requirir sistemas de xestión de temperatura e carga máis sofisticados para optimizar o rendemento, especialmente a niveis de carga máis baixos.

• Para explicar aínda máis a resistencia do pulso: o termo refírese a canto cae unha tensión da batería cando se aplica unha repentina demanda de enerxía. Polo tanto, a investigación indica que as baterías de iones de sodio están máis afectadas polo nivel de carga e a temperatura que as baterías de iones de litio.

Investigación:

"As baterías de iones de sodio [SIBS] son ​​xeralmente vistas como unha substitución de caída para LIBs", afirmaron os científicos. "Non obstante, as diferenzas no comportamento electroquímico de sodio e litio requiren adaptacións tanto no ánodo como no cátodo. Mentres que para as baterías de iones de litio [libs] normalmente se usa grafito como material de ánodo, para os SIBS o carbono duro é actualmente visto como o material máis prometedor para os SIBS."

Tamén explicaron que o seu traballo estaba destinado a cubrir un oco na investigación, xa que aínda hai unha falta de coñecemento sobre o comportamento eléctrico dos SIB en termos de diferentes temperaturas e estado de cargos (SOCS).

O equipo de investigación realizou, en particular, as medicións de rendemento eléctrico a temperaturas que oscilan entre os 10 graos C e os 45 graos C e as medidas de tensión de circuíto aberto da célula completa a diferentes temperaturas, así como medidas de media célula das células correspondentes a 25 C.

"Ademais, investigamos a influencia da temperatura e da SOC tanto na resistencia directa de corrente (R DC) como na espectroscopia de impedancia electroquímica galvanostática (GEIS)", especificou. "Para examinar a capacidade utilizable, a enerxía utilizable e a eficiencia enerxética en condicións dinámicas, realizamos probas de capacidade de taxa aplicando diferentes taxas de carga a diferentes temperaturas."

Os investigadores mediron unha batería de iones de litio, unha batería de iones de sodio cun cátodo de ferro de níquel-manganés e unha batería de iones de litio cun cátodo LFP. Os tres mostraron histéresis de tensión, o que significa que a súa tensión de circuíto aberto difería entre a carga e a descarga.

"Curiosamente, para os SIBS, a histéresis ocorre principalmente en SOCs baixos, que é, segundo medicións de media célula, probablemente debido ao ánodo de carbono duro", destacaron os académicos. "O R DC e a impedancia do lib mostran moi pouca dependencia do SOC. En contraste, para os SIB, o R DC e a impedancia aumentan significativamente en SOCs por baixo do 30%, mentres que os SOC máis altos teñen o efecto contrario e conducen a menores valores de RC e impedancia."

Ademais, comprobaron que a dependencia da temperatura de R_DC e a impedancia é maior para os SIB que os LIBs. "As probas Lib non mostran unha influencia significativa do SOC na eficiencia de ida e volta. En contraste, ciclando os SIB de 50% a 100% SOC pode reducir as perdas de eficiencia en máis da metade en comparación co ciclismo de 0% a 50%", explicaron aínda máis, observando que a eficiencia de SIBS crece drasticamente cando ciclando as células nun aumento de soc.