тикшеренүчеләрМюнхен техник университеты(TUM) һәмRWTH Ахен университетыГерманиядә югары энергияле натрий-ионлы батареяларның (SIB) электр эшчәнлеген литий-тимер-фосфат (LFP) катоды булган заманча югары энергияле литий-ионлы батареялар (LIB) белән чагыштырганнар.

Команда заряд халәте һәм температураның SIBларның импульс каршылыгына һәм импедансына LIBларга караганда күбрәк йогынты ясавын ачыклады, бу дизайн сайлауларына йогынты ясарга мөмкин һәм SIBларга, бигрәк тә түбән заряд дәрәҗәләрендә, эшчәнлекне оптимальләштерү өчен катлаулырак температура һәм заряд белән идарә итү системалары кирәк булырга мөмкин дип фаразлый.

• Импульс каршылыгын тагын да аңлатып үтик: бу термин кинәт электр энергиясе кулланылганда батарея көчәнешенең ни дәрәҗәдә кимүен аңлата. Шуңа күрә, тикшеренүләр күрсәткәнчә, натрий-ионлы батареяларга литий-ионлы батареяларга караганда заряд дәрәҗәсе һәм температурасы күбрәк тәэсир итә.

Тикшеренүләр:

"Натрий-ионлы батареялар [SIB] гадәттә LIBларны алыштыручы буларак карала", - дип белдерде галимнәр. "Шулай да, натрий һәм литийның электрохимик үз-үзен тотышындагы аермалар анодта да, катодта да үзгәрешләр кертүне таләп итә. Литий-ионлы батареялар [LIB] өчен гадәттә анод материалы буларак графит кулланылса, SIBлар өчен каты углерод хәзерге вакытта SIBлар өчен иң өметле материал булып санала."

Алар шулай ук ​​үз эшләренең тикшеренүләрдәге бушлыкны тутырырга юнәлтелгәнен аңлаттылар, чөнки төрле температуралар һәм заряд халәтләре (SOC) ягыннан SIBларның электр үз-үзен тотышы турында белемнәр әле дә җитми.

Тикшеренү төркеме, аерым алганда, 10 градус Цельсийдан 45 градус Цельсийга кадәр температурада электр күрсәткечләрен үлчәү һәм төрле температурада тулы элементның ачык схемалы көчәнеш үлчәүләрен, шулай ук ​​25 градус Цельсийда тиешле элементларның ярты элементын үлчәүне үткәрде.

"Моннан тыш, без температураның һәм SOCның даими ток каршылыгына (R DC) һәм гальваностатик электрохимик импеданс спектроскопиясенә (GEIS) йогынтысын тикшердек", - дип билгеләнде анда. "Динамик шартларда кулланылырга мөмкин булган куәтне, кулланылырга мөмкин булган энергияне һәм энергия нәтиҗәлелеген тикшерү өчен, без төрле температураларда төрле йөкләнеш тизлекләрен кулланып, тизлек сәләте сынауларын үткәрдек."

Тикшеренүчеләр литий-ионлы батареяны, никель-марганец-тимер катоды булган натрий-ионлы батареяны һәм LFP катоды булган литий-ионлы батареяны үлчәделәр. Өчесе дә көчәнеш гистерезисын күрсәтте, ягъни аларның ачык схема көчәнеше зарядлау һәм разрядлау арасында аерылып торды.

"Кызыклысы шунда ки, SIBлар өчен гистерезис, нигездә, түбән SOCларда бара, бу, ярты күзәнәк үлчәүләре буенча, каты углерод анодына бәйле булырга мөмкин", - дип ассызыклады галимнәр. "LIBның R DC һәм импедансы SOCка бик аз бәйлелек күрсәтә. Киресенчә, SIBлар өчен R DC һәм импеданс 30% тан түбән SOCларда сизелерлек арта, ә югарырак SOCлар кире йогынты ясый һәм R DC һәм импеданс кыйммәтләренең түбәнәюенә китерә."

Моннан тыш, алар R_DC һәм импедансның температурага бәйлелеге SIBлар өчен LIBларга караганда югарырак булуын ачыкладылар. "LIB тестлары SOCның ике якка да нәтиҗәлелеккә сизелерлек йогынты ясавын күрсәтми. Киресенчә, SIBларны 50% тан 100% ка кадәр SOCка әйләндерү нәтиҗәлелек югалтуларын 0% тан 50% ка кадәр әйләндерү белән чагыштырганда ике тапкырдан артыкка киметергә мөмкин", - дип аңлаттылар алар, күзәнәкләрне түбән SOC диапазонына караганда югарырак SOC диапазонында әйләндергәндә SIBларның нәтиҗәлелеге кискен арта дип билгеләп үттеләр.