Cercetători dinUniversitatea Tehnică din Munchen(Tum) șiRWTH University AachenÎn Germania, au comparat performanțele electrice ale bateriilor cu ioni de sodiu cu energie mare (SIB) cu cea a unei baterii de litiu cu energie mare de ultimă generație (LIBS) cu un catod litiu-fier-fosfat (LFP) .

Echipa a constatat că starea de încărcare și temperatura are o influență mai mare asupra rezistenței pulsului și a impedanței SIB-urilor decât Libs, ceea ce poate influența alegerile de proiectare și sugerează că SIB-urile pot necesita sisteme de gestionare performanță, în special la niveluri mai mici de încărcare.

• Pentru a explica în continuare rezistența pulsului: Termenul se referă la cât de mult scade o tensiune a bateriei atunci când se aplică o cerere bruscă de energie. Prin urmare, cercetarea indică faptul că bateriile cu ioni de sodiu sunt mai afectate de nivelul de încărcare și de temperatură decât de bateriile cu ioni de litiu.

Cercetare:

„Bateriile cu ioni de sodiu [SIB] sunt, în general, văzute ca un înlocuitor de abandon pentru LIB-uri”, au declarat oamenii de știință. „Cu toate acestea, diferențele în comportamentul electrochimic al sodiului și al litiului necesită adaptări atât pe anod, cât și pe catod. În timp ce pentru bateriile cu ioni de litiu [libs] de obicei, grafitul este utilizat ca material anod, pentru carbonul dur al SIBS este văzut în prezent ca cel mai promițător material pentru SIBS. "

Ei au explicat, de asemenea, că munca lor a fost destinată să completeze un decalaj în cercetare, deoarece există încă o lipsă de cunoștințe despre comportamentul electric al SIB-urilor în ceea ce privește temperaturile variate și de stat (SOC).

Echipa de cercetare a efectuat, în special, măsurători de performanță electrică la temperaturi cuprinse între 10 grade C și 45 de grade C și măsurători de tensiune cu circuit deschis al celulelor complete la temperaturi diferite, precum și măsurători de jumătate de celule ale celulelor corespunzătoare la 25 C la 25 C .

„Mai mult, am investigat influența temperaturii și SOC atât asupra rezistenței directe a curentului (R DC), cât și a spectroscopiei cu impedanță electrochimică galvanostatică (GEIS)”, a specificat acesta. „Pentru a examina capacitatea utilizabilă, energia utilizabilă și eficiența energetică în condiții dinamice, am efectuat teste de capacitate de viteză prin aplicarea unor rate de încărcare diferite la temperaturi diferite.”

Cercetătorii au măsurat o baterie cu ioni de litiu, o baterie de sodiu-ion cu un catod de fier nichel-mangan și o baterie cu litiu-ion cu un catod LFP. Toți trei au prezentat histereză de tensiune, ceea ce înseamnă că tensiunea lor de circuit deschis diferă între încărcare și descărcare.

„Interesant este că, pentru SIBS, histereza se produce în primul rând la SOC-uri scăzute, care este, în funcție de măsurătorile cu jumătate de celule, probabil datorită anodului de carbon greu”, au subliniat academicienii. „R DC și impedanța Lib arată foarte puțină dependență de SOC. În schimb, pentru SIB -uri, R DC și impedanța cresc semnificativ la SOC -uri sub 30%, în timp ce SOC -urile mai mari au efectul opus și duc la scăderea valorilor R DC și a impedanței. ”

Mai mult, ei au constatat că dependența de temperatură a R_DC și impedanța este mai mare pentru SIB -uri decât LIBS. „Testele LIB nu arată o influență semnificativă a SOC asupra eficienței dus-întors. În schimb, ciclismul SIB -urilor de la 50% la 100% SOC poate reduce pierderile de eficiență cu mai mult de jumătate, comparativ cu ciclismul de la 0% la 50% ”, au explicat în continuare, menționând că eficiența SIB -urilor crește drastic la bicicleta celulelor într -un Gama SOC mai mare în comparație cu un interval SOC mai mic.