Исследователи изТехнический университет Мюнхена(TUM) иRWTH AACHEN УниверситетВ Германии сравнивали электрические характеристики высокоэнергетических натриевых ионных аккумуляторов (SIBS) с современной высокоэнергетической литий-ионной батареей (LIBS) с катодом литий-железо-фосфата (LFP).

Команда обнаружила, что состояние и температура оказывают более высокое влияние на сопротивление импульса и импеданс SIBS, чем LIBS, что может влиять на выбор проектирования, и предполагает, что SIB могут потребовать более сложных систем управления температурой и заряда для оптимизации производительности, особенно на более низких уровнях заряда.

• Чтобы объяснить импульсное сопротивление: термин относится к тому, насколько напряжение батареи падает, когда применяется внезапный спрос на мощность. Следовательно, исследование показывает, что натриевые ионные батареи больше влияют на уровень заряда и температуру, чем литий-ионные батареи.

Исследовать:

«Аккумуляторы натрия [SIB], как правило, рассматриваются как замена для LIBS»,-заявили ученые. «Тем не менее, различия в электрохимическом поведении натрия и лития требуют адаптации как на аноде, так и на катоде. В то время как для литий-ионных батарей [LIBS] обычно используется в качестве анодного материала, поскольку твердый углерод SIBS в настоящее время рассматривается как наиболее перспективный материал для SIBS».

Они также объяснили, что их работа была предназначена для того, чтобы заполнить пробел в исследовании, так как все еще не хватает знаний о электрическом поведении SIBS с точки зрения различных температур и современных приводов (SOCS).

Исследовательская группа провели, в частности, измерения электрических характеристик при температурах в диапазоне от 10 градусов до 45 градусов C и измерения напряжения открытого круга полной ячейки при разных температурах, а также полуклеточные измерения соответствующих клеток при 25 с.

«Кроме того, мы исследовали влияние температуры и SOC как на устойчивость к постоянному току (R DC), так и на спектроскопию гальваностатического электрохимического импеданса (GEIS)», - указал она. «Чтобы изучить полезную емкость, полезную энергию и энергоэффективность в динамических условиях, мы выполнили тесты на способность скорости, применяя различные скорости нагрузки при разных температурах».

Исследователи измерили литий-ионную батарею, натриевую ионную батарею с никель-мангунским катодом и литий-ионную батарею с катодом LFP. Все трое показали гистерезис напряжения, что означает, что их напряжение в открытом круге различалось между зарядкой и разрядкой.

«Интересно, что для SIBS гистерезис в первую очередь происходит в низких SOC, что, в соответствии с полуклеточными измерениями, вероятно, из-за твердого углеродного анода»,-подчеркнули академики. «R DC и импеданс LIB показывают очень мало зависимости от Soc. Напротив, для SIBS R DC и импеданс значительно увеличиваются в SOCS ниже 30%, в то время как более высокие SOC имеют противоположный эффект и приводят к более низким значениям R DC и импедансу».

Более того, они установили, что температурная зависимость R_DC и импеданс выше для SIBS, чем LIBS. «Тесты LIB не показывают значительного влияния SOC на эффективность обработки пути. Напротив, езда на велосипеде SIB с 50% до 100% SOC может снизить потери эффективности более чем наполовину по сравнению с ездой на велосипеде от 0% до 50%»,-объяснили они, отметив, что эффективность SIBS резко растет при циклическом цикле клеток в более высоком диапазоне SoC по сравнению с диапазоном SOC.