AraştırmacılarMünih Teknik Üniversitesi(Tum) veRwth Aachen ÜniversitesiAlmanya'da, yüksek enerjili sodyum iyon pillerinin (SIB'ler) elektriksel performansını en son teknoloji 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 seçimlerini etkileyebileceğini ve SIB'lerin optimize etmek için daha sofistike sıcaklık ve şarj yönetim sistemleri gerektirebileceğini düşündürdüğünü buldu. Performans, özellikle daha düşük şarj seviyelerinde.

• 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 için sert karbon şu anda SIB'ler için en umut verici malzeme olarak görülüyor. ”

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 ölçümlerini ve 25 ° C'de karşılık gelen hücrelerin yarım hücre ölçümlerini 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. Buna karşılık, SIB'ler için, R DC ve empedans%30'un altındaki SOC'larda önemli ölçüde artarken, daha yüksek SOC'ler tam tersi etkiye sahiptir 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 üzerinde önemli bir etkisi göstermiyor. Buna karşılık, SIB'leri% 50'den% 100'e bisiklete binmek, verimlilik kayıplarını% 0'dan% 50'ye kadar bisiklete kıyasla yarısından fazla azaltabilir ”diye açıkladılar. Daha düşük bir SOC aralığına kıyasla daha yüksek SOC aralığı.