AraştırmacılarMünih Teknik Üniversitesi(Tum) veRwth Aachen ÜniversitesiAlmanya'da, yüksek enerjili sodyum iyon pillerinin (SIB) elektriksel performansını en son yüksek enerjili lityum iyon pil (LIBS) ile bir lityum-demir-fosfat (LFP) katotu ile karşılaştırmıştır.

Ekip, nabız ve sıcaklığın nabız direnci ve SIB'lerin empedansı üzerinde LIBS'den daha yüksek bir etkiye sahip olduğunu ve bu da tasarım seçeneklerini etkileyebileceğini ve SIB'lerin performansı, özellikle daha düşük yük seviyelerinde optimize etmek için daha sofistike sıcaklık ve yük yönetim sistemleri gerektirebileceğini düşündürdü.

• Darbe direncini daha fazla açıklamak için: Terim, ani bir güç talebi uygulandığında bir pil voltajının ne kadar düştüğünü ifade eder. Bu nedenle araştırma, sodyum iyon pillerin yük seviyesinden ve sıcaklıktan lityum iyon pillerden daha fazla etkilendiğini göstermektedir.

Araştırma:

Bilim adamları, “Sodyum iyon piller [SIB'ler] genellikle LIBS için bir düşüş olarak görülüyor” dedi. “Bununla birlikte, sodyum ve lityumun elektrokimyasal davranışındaki farklılıklar hem anot hem de katot üzerinde adaptasyon gerektirir. Lityum iyon piller için [libs] genellikle grafit anot malzemesi olarak kullanılırken, SIBS sert karbon şu anda SIB'ler için en umut verici materyal olarak görülmektedir.”

Ayrıca, çalışmalarının araştırmada bir boşluğu doldurmayı amaçladığını açıkladılar, çünkü SIB'lerin değişen sıcaklıklar ve son ücretler (SOCS) açısından elektriksel davranışı hakkında hala bilgi eksikliği var.

Araştırma ekibi, özellikle 10 derece C ila 45 derece C arasında değişen sıcaklıklarda elektriksel performans ölçümleri ve farklı sıcaklıklarda tam hücrenin açık devre voltaj ölçümlerinin yanı sıra 25 ° C'de karşılık gelen hücrelerin yarım hücre ölçümleri gerçekleştirdi.

“Ayrıca, sıcaklık ve SOC'nin hem doğrudan akım direnci (R DC) hem de galvanostatik elektrokimyasal empedans spektroskopisi (GEI) üzerindeki etkisini araştırdık” diye belirtti. “Dinamik koşullar altında kullanılabilir kapasiteyi, kullanılabilir enerjiyi ve enerji verimliliğini incelemek için, farklı sıcaklıklarda farklı yük oranları uygulayarak oran kabiliyeti testleri gerçekleştirdik.”

Araştırmacılar bir lityum iyon pil, nikel-mangan-demir katotlu bir sodyum iyon pil ve LFP katotlu bir lityum iyon pil ölçtü. Her üçü de voltaj histerezisi gösterdi, yani açık devre voltajları şarj ve deşarj arasında farklılık gösterdi.

Akademisyenler, “İlginç bir şekilde, SIB'ler için histerezi öncelikle düşük SOCS'de meydana geliyor, bu da yarım hücre ölçümlerine göre, muhtemelen sert karbon anotu nedeniyle” dedi. “LIB'nin R DC ve empedansı, SOC'ye çok az bağımlılık göstermektedir. Aksine, SIBS, R DC ve empedans için%30'un altındaki SOC'larda önemli ölçüde artarken, daha yüksek SOC'lerin ters etkisi vardır ve daha düşük R DC ve empedans değerlerine yol açar.”

Ayrıca, R_DC ve empedansın sıcaklık bağımlılığının SIB'ler için LIBS'den daha yüksek olduğunu tespit ettiler. “LIB testleri, SOC'nin gidiş-dönüş verimliliği üzerindeki önemli bir etkisi göstermez. Aksine, SIB'lerin% 50'den% 100'e bisiklet sürülmesi, daha düşük bir SOC aralığına kıyasla hücreleri daha yüksek bir SOC aralığına kıyasla bisiklete binerken, SIB'lerin verimliliğinin% 0'dan% 50'ye bisiklete binmeye kıyasla yarısından fazla azaltabilir” diye açıkladılar.