Badacze zTechniczny Uniwersytet Monachium(Tum) iRWTH AACHEN UniversityW Niemczech porównano wydajność elektryczną wysokoenergetycznych akumulatorów sodu (SIB) z najnowocześniejszą wysokoenergetyczną akumulatorami litowo-jonowymi (LIBS) z katodą litowo-żelazowo-fosforanową (LFP) .

Zespół stwierdził, że najnowocześniejsze i temperatura mają większy wpływ na odporność na impuls i impedancję SIBS niż LIB, co może wpływać na wybory projektowe i sugeruje, że SIB mogą wymagać bardziej wyrafinowanych systemów zarządzania temperaturą i ładunkiem w celu optymalizacji Wydajność, szczególnie przy niższych poziomach ładowania.

• Aby jeszcze bardziej wyjaśnić rezystancję pulsu: termin odnosi się do tego, jak bardzo spada napięcie akumulatora, gdy zastosowano nagłe zapotrzebowanie na moc. Dlatego badania wskazują, że baterie sodu są bardziej wpływowe poziomem ładunku i temperatury niż akumulatory litowo-jonowe.

Badania:

„Akumulatory sodu [SIB] są ogólnie postrzegane jako zamiennik LIB”-stwierdzili naukowcy. „Niemniej jednak różnice w zachowaniu elektrochemicznym sodu i litu wymagają adaptacji zarówno anody, jak i katody. Podczas gdy w przypadku akumulatorów litowo-jonowych [Libs] zwykle grafit jest używany jako materiał anodowy, w przypadku Hard Carbon SIBS jest obecnie postrzegany jako najbardziej obiecujący materiał dla SIB. ”

Wyjaśnili również, że ich praca miała wypełnić lukę w badaniach, ponieważ wciąż brakuje wiedzy na temat zachowań elektrycznych SIB pod względem różnych temperatur i najnowocześniejszych (SOC).

Zespół badawczy przeprowadził w szczególności pomiary wydajności elektrycznej w temperaturach od 10 stopni C do 45 stopni C i pomiary napięcia obwodu otwartego obwodu w różnych temperaturach, a także pomiary pół komórek odpowiednich komórek w 25 ° C .

„Ponadto badaliśmy wpływ temperatury i SOC na oporność prądu stałego (R DC), jak i galwanostatyczną spektroskopię impedancji elektrochemicznej (GEIS)”, podał. „Aby zbadać użyteczną pojemność, energię użyteczną i efektywność energetyczną w warunkach dynamicznych, przeprowadziliśmy testy zdolności szybkości, stosując różne szybkości obciążenia w różnych temperaturach”.

Naukowcy zmierzyli akumulator litowo-jonowy, baterię sodu z katodą niklowo-mangańską i baterią litowo-jonową z katodą LFP. Wszystkie trzy wykazały histerezę napięcia, co oznacza, że ​​ich napięcie otwartego obwodu różniło się między ładowaniem i rozładowywaniem.

„Co ciekawe, w przypadku SIB histereza występuje przede wszystkim przy niskich SOC, co jest, zgodnie z pomiarami pół komórek, prawdopodobnie z powodu twardej anody węglowej”, podkreślili naukowcy. „R i impedancja Lib pokazują bardzo niewielką zależność od SoC. Natomiast w przypadku SIB R DC i impedancja znacznie rosną przy SOC poniżej 30%, podczas gdy wyższe SOC mają przeciwny efekt i prowadzą do niższych wartości R DC i impedancji. ”

Ponadto ustalili, że zależność od temperatury R_DC i impedancja jest wyższa dla SIB niż LIBS. „Testy LIB nie wykazują znaczącego wpływu SOC na wydajność w obie strony. W przeciwieństwie do tego, cykl SIB z 50% do 100% SoC może zmniejszyć straty wydajności o ponad połowę w porównaniu z cyklem od 0% do 50% ”, wyjaśnili, zauważając, że wydajność SIBS rośnie drastycznie podczas jazdy na rowerze komórek w a w a Wyższy zakres SoC w porównaniu z niższym zakresem SoC.