นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งมิวนิค(TUM) และมหาวิทยาลัย Rwth Aachenในประเทศเยอรมนีได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่โซเดียม-ไอออนพลังงานสูง (SIBs) กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานสูงที่ทันสมัย ​​(LIBS) ด้วยลิเธียม-เหล็ก-ฟอสเฟต (LFP) แคโทด (LFP) .

ทีมพบว่าสถานะของการคิดค่าใช้จ่ายและอุณหภูมิมีอิทธิพลต่อการต้านทานชีพจรและความต้านทานของ SIBs มากกว่า LIB ซึ่งอาจมีผลต่อการเลือกการออกแบบและแสดงให้เห็นว่า SIBs อาจต้องใช้อุณหภูมิและระบบการจัดการประจุ ประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับที่ต่ำกว่า

• เพื่ออธิบายความต้านทานพัลส์เพิ่มเติม: คำหมายถึงปริมาณแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเมื่อใช้ความต้องการพลังงานอย่างฉับพลัน ดังนั้นการวิจัยระบุว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนได้รับผลกระทบจากระดับประจุและอุณหภูมิมากกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

วิจัย:

“ แบตเตอรี่โซเดียมไอออน [SIBs] มักจะถูกมองว่าเป็นการแทนที่ LIBS” นักวิทยาศาสตร์กล่าว “ อย่างไรก็ตามความแตกต่างในพฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของโซเดียมและลิเธียมนั้นจำเป็นต้องมีการปรับตัวทั้งขั้วบวกและแคโทด ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน [libs] มักจะใช้กราไฟท์เป็นวัสดุขั้วบวกสำหรับคาร์บอนแข็งของ SIBS จะถูกมองว่าเป็นวัสดุที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับ SIBS”

พวกเขายังอธิบายว่างานของพวกเขามีวัตถุประสงค์เพื่อเติมเต็มช่องว่างในการวิจัยเนื่องจากยังคงขาดความรู้เกี่ยวกับพฤติกรรมไฟฟ้าของ SIBs ในแง่ของอุณหภูมิที่แตกต่างกันและการชาร์จสถานะ (SOCs)

ทีมวิจัยดำเนินการโดยเฉพาะอย่างยิ่งการวัดประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่อุณหภูมิตั้งแต่ 10 องศาเซลเซียสถึง 45 องศาเซลเซียสและการวัดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์เต็มรูปแบบที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน .

“ นอกจากนี้เรายังตรวจสอบอิทธิพลของอุณหภูมิและ SOC ต่อทั้งความต้านทานโดยตรง (R DC) และสเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์อิมพีแดนซ์อิมพีแดนซ์ (GEIS) (GEIS)” ที่ระบุไว้ “ เพื่อตรวจสอบความสามารถที่ใช้งานได้พลังงานที่ใช้งานได้และประสิทธิภาพการใช้พลังงานภายใต้เงื่อนไขแบบไดนามิกเราทำการทดสอบความสามารถในอัตราโดยใช้อัตราการโหลดที่แตกต่างกันในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน”

นักวิจัยวัดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่โซเดียมไอออนพร้อมแคโทดนิกเกิล-แมงเก็น-แมงกานีสและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพร้อมแคโทด LFP ทั้งสามแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้า hysteresis หมายถึงแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดแตกต่างกันระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อย

“ ที่น่าสนใจสำหรับ SIBs ฮิสเทรีซิสส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ SOC ต่ำซึ่งเป็นไปตามการวัดครึ่งเซลล์ซึ่งอาจเกิดจากขั้วบวกคาร์บอนแข็ง” นักวิชาการเน้น “ R DC และอิมพีแดนซ์ของ LIB แสดงการพึ่งพาน้อยมากใน SOC ในทางตรงกันข้ามสำหรับ SIBS R DC และอิมพีแดนซ์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ SOCs ต่ำกว่า 30%ในขณะที่ SOC ที่สูงขึ้นมีผลตรงกันข้ามและนำไปสู่ค่า R DC ที่ต่ำกว่าและค่าอิมพีแดนซ์”

ยิ่งกว่านั้นพวกเขายืนยันว่าการพึ่งพาอุณหภูมิของ R_DC และอิมพีแดนซ์นั้นสูงกว่า SIBS มากกว่า LIBS “ การทดสอบ LIB ไม่ได้แสดงอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญของ SOC ต่อประสิทธิภาพการเดินทางไปกลับ ในทางตรงกันข้ามการปั่นจักรยาน SIBs จาก 50% ถึง 100% SoC สามารถลดการสูญเสียประสิทธิภาพได้มากกว่าครึ่งเมื่อเทียบกับการขี่จักรยานจาก 0% ถึง 50%” พวกเขาอธิบายเพิ่มเติมโดยสังเกตว่าประสิทธิภาพของ SIBs เติบโตอย่างมากเมื่อขี่จักรยานในเซลล์ใน A ช่วง SOC ที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับช่วง SOC ที่ต่ำกว่า