Дослідники зТехнічний університет Мюнхена(Tum) іУніверситет Р.Вт АхенУ Німеччині порівнювали електричні показники високоенергетичних іонних акумуляторів (SIB) з найсучаснішим літій-іонним акумулятором (LIB) з літієм-залізо-фосфатом (LFP).

Команда встановила, що найсучасніший та температура мають більший вплив на резистентність до імпульсу та імпеданс СІБ, ніж LIB, що може впливати на вибір проектування та дозволяє припустити, що SIB може вимагати більш складних систем управління температурою та зарядом для оптимізації продуктивності, особливо при нижчих рівнях заряду.

• Для подальшого пояснення імпульсного опору: термін стосується того, наскільки напруга акумулятора падає, коли застосовується раптовий попит на електроенергію. Тому дослідження показує, що на іонні акумулятори натрію більше впливають рівень заряду та температуру, ніж літій-іонні акумулятори.

Дослідження:

"Акумулятори натрію [Sibs], як правило, розглядаються як заміна введення LIB",-заявили вчені. "Тим не менш, відмінності в електрохімічній поведінці натрію та літію потребують адаптації як на аноді, так і на катод. Хоча для літій-іонних акумуляторів [LIBS] зазвичай використовується графіт як анодний матеріал, для жорсткого вуглецю SIBS наразі сприймається як найбільш перспективний матеріал для SIB."

Вони також пояснили, що їхня робота мала на меті заповнити прогалину в дослідженні, оскільки все ще не вистачає знань про електричну поведінку СІБ з точки зору різної температури та сучасних зарядів (SOC).

Дослідницька група проводила, зокрема, вимірювання електричних показників при температурі від 10 градусів С до 45 градусів С та Вимірювання напруги відкритих закладів повної клітини при різних температурах, а також напівклітинні вимірювання відповідних клітин при 25 С.

"Крім того, ми дослідили вплив температури та СОК на стійкість до прямого струму (R DC), так і гальваностатичну електрохімічну імпедансну спектроскопію (GEI)", - вказано він. "Щоб вивчити корисну здатність, корисну енергію та енергоефективність в динамічних умовах, ми провели тести на швидкість, застосовуючи різні швидкості навантаження при різних температурах".

Дослідники вимірювали літій-іонний акумулятор, іонний акумулятор натрію з нікель-мангансько-залізо-катодом та літій-іонний акумулятор з катодом LFP. Усі три показали гістерезис напруги, тобто їх напруга з відкритим контуром відрізнялася між зарядкою та розрядом.

"Цікаво, що для SIB гістерезис відбувається в першу чергу при низьких СОК, що, згідно з напівклітинними вимірюваннями, ймовірно, через жорсткий анод вуглецю",-підкреслили науковці. "R DC та імпеданс LIB демонструють дуже мало залежності від SOC. На відміну від SIB, R DC та імпеданс значно збільшуються на SOC нижче 30%, тоді як більш високі СОК мають протилежний ефект і призводять до зниження значень R DC та імпедансу".

Більше того, вони встановили, що температурна залежність R_DC та імпедансу для SIB вища, ніж LIB. "Тести LIB не показують значного впливу СОК на ефективність в обидва кінці. На відміну від циклу SIBS від 50% до 100% СОК може знизити втрати ефективності більш ніж на половину порівняно з циклами від 0% до 50%",-пояснив вони, зазначивши, що ефективність SIBS різко зростає при циклі клітин у більш високому діапазоні SOC порівняно з нижчим діапазоном SOC.