Watafiti kutokaChuo Kikuu cha Ufundi cha Munich(Tum) naChuo Kikuu cha RWTH AACHENHuko Ujerumani wamelinganisha utendaji wa umeme wa betri zenye nguvu ya sodiamu-ion (SIBs) na ile ya betri ya hali ya juu ya nguvu ya lithiamu-ion (LIBS) na cathode ya lithiamu-iron-phosphate (LFP).

Timu iligundua kuwa hali ya malipo na joto ina ushawishi mkubwa juu ya upinzani wa mapigo na kuingizwa kwa SIBs kuliko LIBs, ambayo inaweza kushawishi uchaguzi wa muundo na inaonyesha kuwa SIBs zinaweza kuhitaji joto la kisasa zaidi na mifumo ya usimamizi wa malipo ili kuongeza utendaji, haswa katika viwango vya chini vya malipo.

• Kuelezea upinzani wa mapigo zaidi: neno hilo linamaanisha ni kiasi gani voltage ya betri inashuka wakati mahitaji ya nguvu ya ghafla yanatumika. Kwa hivyo, utafiti unaonyesha kuwa betri za sodiamu-ion zinaathiriwa zaidi na kiwango cha malipo na joto kuliko betri za lithiamu-ion.

Utafiti:

"Betri za sodiamu-ion [SIBs] kwa ujumla zinaonekana kama uingizwaji wa kushuka kwa LIB," wanasayansi walisema. "Walakini, tofauti katika tabia ya elektroni ya sodiamu na lithiamu zinahitaji marekebisho kwenye anode na cathode. Wakati kwa betri za lithiamu-ion [libs] kawaida grafiti hutumiwa kama nyenzo za anode, kwa kaboni ngumu ya SIBS inaonekana kwa sasa kama nyenzo za kuahidi zaidi."

Pia walielezea kuwa kazi yao ilikusudiwa kujaza pengo katika utafiti, kwani bado kuna ukosefu wa maarifa juu ya tabia ya umeme ya SIBs kwa suala la joto tofauti na malipo ya serikali (SOCs).

Timu ya utafiti iliyofanywa, haswa, vipimo vya utendaji wa umeme kwa joto kutoka digrii 10 hadi digrii 45 C na vipimo vya wazi vya mzunguko wa seli kamili kwa joto tofauti na vipimo vya nusu-seli ya seli zinazolingana saa 25 C.

"Kwa kuongezea, tulichunguza ushawishi wa joto na SOC juu ya upinzani wa moja kwa moja wa sasa (R DC) na Galvanostatic Electrochemical Impedance Spectroscopy (GEIS)," ilielezea. "Kuchunguza uwezo unaoweza kutumika, nishati inayoweza kutumika, na ufanisi wa nishati chini ya hali ya nguvu, tulifanya vipimo vya uwezo wa kiwango kwa kutumia viwango tofauti vya mzigo kwa joto tofauti."

Watafiti walipima betri ya lithiamu-ion, betri ya sodiamu-ion na cathode ya nickel-manganese-iron, na betri ya lithiamu-ion na cathode ya LFP. Wote watatu walionyesha hysteresis ya voltage, ikimaanisha voltage yao ya mzunguko wazi ilitofautiana kati ya malipo na kutolewa.

"Inafurahisha, kwa SIBs, hysteresis hufanyika kwa kiwango cha chini, ambayo ni, kulingana na vipimo vya nusu-seli, uwezekano wa sababu ya anode ngumu ya kaboni," wasomi walisisitiza. "R DC na kuingizwa kwa LIB zinaonyesha utegemezi mdogo sana kwa SOC. Kwa upande wake, kwa SIBs, R DC na uingizwaji huongezeka kwa kiwango cha chini cha 30%, wakati SOC za juu zina athari tofauti na husababisha viwango vya chini vya DC na maadili."

Kwa kuongezea, waligundua kuwa utegemezi wa joto wa r_dc na uingizwaji ni kubwa kwa sibs kuliko libs. "Vipimo vya LIB havionyeshi ushawishi mkubwa wa SOC juu ya ufanisi wa safari.