dan tədqiqatçılarMünhen Texniki Universiteti(TUM) vəRWTH Aachen UniversitetiAlmaniyada yüksək enerjili natrium-ion batareyalarının (SIB) elektrik performansını litium-dəmir-fosfat (LFP) katodlu ən müasir yüksək enerjili litium-ion batareyası (LIB) ilə müqayisə etdilər.

Komanda müəyyən etdi ki, doldurma vəziyyəti və temperatur SIB-lərin nəbz müqavimətinə və empedansına LIB-lərə nisbətən daha yüksək təsir göstərir ki, bu da dizayn seçimlərinə təsir göstərə bilər və SIB-lərin performansı optimallaşdırmaq üçün daha mürəkkəb temperatur və yük idarəetmə sistemləri tələb edə biləcəyini təklif edə bilər, xüsusən də aşağı yük səviyyələrində.

• Nəbz müqavimətini daha ətraflı izah etmək üçün: bu termin ani güc tələbi tətbiq edildikdə batareyanın gərginliyinin nə qədər düşməsinə aiddir. Buna görə də araşdırma göstərir ki, natrium-ion batareyaları litium-ion batareyalara nisbətən şarj səviyyəsi və temperaturdan daha çox təsirlənir.

Araşdırma:

Alimlər "Natrium-ion batareyaları [SIB'ler] ümumiyyətlə LIB-ləri əvəz edən bir element olaraq görülür" dedi. "Bununla belə, natrium və litiumun elektrokimyəvi davranışındakı fərqlər həm anodda, həm də katodda uyğunlaşma tələb edir. Litium-ion batareyalar üçün [LIBs] adətən anod materialı kimi qrafitdən istifadə edildiyi halda, SIB-lər üçün sərt karbon hazırda SIB-lər üçün ən perspektivli material kimi görünür."

Onlar həmçinin izah etdilər ki, onların işləri tədqiqatdakı boşluğu doldurmaq üçün nəzərdə tutulub, çünki SIB-lərin dəyişən temperatur və yüklər (SOC) baxımından elektrik davranışı haqqında hələ də məlumat çatışmazlığı var.

Tədqiqat qrupu, xüsusən, 10 ° C-dən 45 ° C-ə qədər olan temperaturda elektrik performansının ölçülməsi və müxtəlif temperaturlarda tam hüceyrənin açıq dövrəli gərginlik ölçmələri, eləcə də 25 ° C-də müvafiq hüceyrələrin yarım hüceyrə ölçüləri.

"Bundan əlavə, biz temperaturun və SOC-nin həm birbaşa cərəyan müqavimətinə (R DC), həm də qalvanostatik elektrokimyəvi impedans spektroskopiyasına (GEIS) təsirini araşdırdıq" dedi. "Dinamik şəraitdə istifadə edilə bilən gücü, istifadə edilə bilən enerjini və enerji səmərəliliyini araşdırmaq üçün fərqli temperaturlarda fərqli yükləmə dərəcələri tətbiq edərək sürət qabiliyyəti testləri etdik."

Tədqiqatçılar litium-ion batareyasını, nikel-manqan-dəmir katodlu natrium-ion batareyasını və LFP katodlu litium-ion batareyasını ölçdülər. Hər üçü gərginlik histerisisini göstərdi, yəni onların açıq dövrə gərginliyi şarj və boşalma arasında fərqlənirdi.

"Maraqlıdır ki, SIB-lər üçün histerezis ilk növbədə aşağı SOC-lərdə baş verir, bu, yarım hüceyrə ölçmələrinə görə, çox güman ki, sərt karbon anodundan qaynaqlanır" dedi akademiklər. "LIB-nin R DC və empedansı SOC-dən çox az asılılıq göstərir. Bunun əksinə olaraq, SIB-lər üçün 30%-dən aşağı SOC-lərdə R DC və empedans əhəmiyyətli dərəcədə artır, daha yüksək SOC-lər isə əks təsir göstərir və aşağı R DC və empedans dəyərlərinə səbəb olur."

Bundan əlavə, onlar müəyyən etdilər ki, R_DC və empedansın temperaturdan asılılığı SIB-lər üçün LIB-lərdən daha yüksəkdir. "LIB testləri SOC-nin gediş-gəlişin səmərəliliyinə əhəmiyyətli təsir göstərmir. Bunun əksinə olaraq, SIB-lərin 50% -dən 100% -ə qədər velosiped sürməsi, 0% -dən 50% -ə qədər velosiped sürmə ilə müqayisədə səmərəlilik itkilərini yarıdan çox azalda bilər ", onlar daha sonra izah etdilər ki, SIB-lərin səmərəliliyi hüceyrələrin diapazonu ilə müqayisədə daha yüksəkdir. SOC diapazonu.