Navorsers van dieTegniese Universiteit van München(TUM) enRWTH Aken UniversiteitIn Duitsland het hulle die elektriese werkverrigting van hoë-energie natriumioonbatterye (SIB's) vergelyk met dié van 'n moderne hoë-energie litiumioonbattery (LIB's) met 'n litium-yster-fosfaat (LFP) katode.

Die span het bevind dat die ladingstoestand en temperatuur 'n groter invloed op die pulsweerstand en die impedansie van die SIB's het as die LIB's, wat ontwerpkeuses kan beïnvloed en daarop dui dat SIB's meer gesofistikeerde temperatuur- en ladingbestuurstelsels benodig om werkverrigting te optimaliseer, veral teen laer ladingvlakke.

• Om pulsweerstand verder te verduidelik: die term verwys na hoeveel 'n batteryspanning daal wanneer 'n skielike kragvraag toegepas word. Daarom dui die navorsing daarop dat natriumioonbatterye meer beïnvloed word deur ladingvlak en temperatuur as litiumioonbatterye.

Navorsing:

“Natriumioonbatterye [SIB's] word oor die algemeen gesien as 'n instapvervanger vir LIB's,” het die wetenskaplikes gesê. “Nietemin vereis die verskille in die elektrochemiese gedrag van natrium en litium aanpassings aan beide die anode en die katode. Terwyl grafiet gewoonlik vir litiumioonbatterye [LIB's] as anodemateriaal gebruik word, word harde koolstof tans vir SIB's as die belowendste materiaal vir SIB's beskou.”

Hulle het ook verduidelik dat hul werk bedoel was om 'n gaping in die navorsing te vul, aangesien daar steeds 'n gebrek aan kennis is oor die elektriese gedrag van SIB's in terme van wisselende temperature en ladingstoestand (SOC's).

Die navorsingspan het in die besonder elektriese werkverrigtingsmetings by temperature wat wissel van 10 grade C tot 45 grade C en oopstroombaanspanningsmetings van die volsel by verskillende temperature, sowel as halfselmetings van die ooreenstemmende selle by 25 C, uitgevoer.

“Verder het ons die invloed van temperatuur en SOC op beide gelykstroomweerstand (R DC) en galvanostatiese elektrochemiese impedansiespektroskopie (GEIS) ondersoek,” het dit gespesifiseer. “Om die bruikbare kapasiteit, bruikbare energie en energie-doeltreffendheid onder dinamiese toestande te ondersoek, het ons tempovermoëtoetse uitgevoer deur verskillende lasspoede by verskillende temperature toe te pas.”

Die navorsers het 'n litiumioonbattery, 'n natriumioonbattery met 'n nikkel-mangaan-ysterkatode en 'n litiumioonbattery met 'n LFP-katode gemeet. Al drie het spanningshisterese getoon, wat beteken dat hul oopbaanspanning tussen laai en ontlaai verskil het.

“Interessant genoeg, vir SIB's, vind die histerese hoofsaaklik plaas by lae SOC's, wat, volgens halfselmetings, waarskynlik te wyte is aan die harde koolstofanode,” het die akademici beklemtoon. “Die R DC en impedansie van die LIB toon baie min afhanklikheid van die SOC. In teenstelling hiermee, vir SIB's, neem die R DC en impedansie aansienlik toe by SOC's onder 30%, terwyl hoër SOC's die teenoorgestelde effek het en lei tot laer R DC en impedansiewaardes.”

Verder het hulle vasgestel dat die temperatuurafhanklikheid van R_DC en impedansie hoër is vir SIB's as LIB's. "Die LIB-toetse toon nie 'n beduidende invloed van die SOC op die heen-en-weer-doeltreffendheid nie. In teenstelling hiermee kan die siklus van die SIB's van 50% tot 100% SOC doeltreffendheidsverliese met meer as die helfte verminder in vergelyking met die siklus van 0% tot 50%," het hulle verder verduidelik, en opgemerk dat die doeltreffendheid van SIB's drasties groei wanneer die selle in 'n hoër SOC-reeks siklus word in vergelyking met 'n laer SOC-reeks.