I circadori di uUniversità Tecnica di Monaco di Baviera(TUM) èUniversità RWTH d'AquisgranaIn Germania anu paragunatu e prestazioni elettriche di e batterie à ioni di sodiu (SIB) à alta energia à quelle di una batteria à ioni di litiu (LIB) d'alta energia cù un catodu di litiu-ferru-fosfatu (LFP).

A squadra hà trovu chì u statu di carica è a temperatura anu una influenza più grande nantu à a resistenza à l'impulsi è l'impedenza di i SIB chè i LIB, ciò chì pò influenzà e scelte di cuncepimentu è suggerisce chì i SIB possinu richiede sistemi di gestione di a temperatura è di a carica più sofisticati per ottimizà e prestazioni, in particulare à livelli di carica più bassi.

• Per spiegà megliu a resistenza à l'impulsi: u termine si riferisce à quantu a tensione di una batteria cala quandu hè applicata una dumanda di putenza improvvisa. Dunque, a ricerca indica chì e batterie à ioni di sodiu sò più affettate da u livellu di carica è da a temperatura chè e batterie à ioni di litiu.

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«E batterie à ioni di sodiu [SIB] sò generalmente viste cum'è un rimpiazzamentu immediatu per e LIB», anu dichjaratu i scientifichi. «Tuttavia, e differenze in u cumpurtamentu elettrochimicu di u sodiu è di u litiu richiedenu adattazioni sia nantu à l'anodu sia nantu à u catodu. Mentre chì per e batterie à ioni di litiu [LIB] di solitu a grafite hè aduprata cum'è materiale di l'anodu, per i SIB u carbone duru hè attualmente vistu cum'è u materiale più promettente per i SIB».

Anu ancu spiegatu chì u so travagliu era destinatu à riempie una lacuna in a ricerca, postu chì ci hè sempre una mancanza di cunniscenza nantu à u cumpurtamentu elettricu di i SIB in termini di temperature variabili è stati di carica (SOC).

A squadra di ricerca hà realizatu, in particulare, misurazioni di e prestazioni elettriche à temperature chì varianu da 10 gradi C à 45 gradi C è misurazioni di tensione à circuitu apertu di a cellula sana à diverse temperature, è ancu misurazioni di mezze cellule di e cellule currispondenti à 25 C.

«Inoltre, avemu investigatu l'influenza di a temperatura è di u SOC sia nantu à a resistenza à corrente continua (R DC) sia nantu à a spettroscopia d'impedenza elettrochimica galvanostatica (GEIS)», hà specificatu. «Per esaminà a capacità utilizabile, l'energia utilizabile è l'efficienza energetica in cundizioni dinamiche, avemu realizatu testi di capacità di velocità applicendu diverse velocità di carica à diverse temperature».

I circadori anu misuratu una batteria à ioni di litiu, una batteria à ioni di sodiu cù un catodu di nichel-manganese-ferru, è una batteria à ioni di litiu cù un catodu LFP. Tutte e trè anu mostratu isteresi di tensione, vale à dì chì a so tensione à circuitu apertu differia trà a carica è a scarica.

«Curiosamente, per i SIB, l'isteresi si verifica principalmente à bassi SOC, chì hè, secondu e misurazioni di mezze cellule, probabilmente per via di l'anodu di carbone duru», anu enfatizatu l'accademichi. «L'R DC è l'impedenza di u LIB mostranu assai poca dipendenza da u SOC. In cuntrastu, per i SIB, l'R DC è l'impedenza aumentanu significativamente à SOC sottu à u 30%, mentre chì i SOC più alti anu l'effettu oppostu è portanu à valori di R DC è impedenza più bassi».

Inoltre, anu verificatu chì a dipendenza da a temperatura di R_DC è l'impedenza hè più alta per i SIB chè per i LIB. "I testi LIB ùn mostranu micca una influenza significativa di u SOC nantu à l'efficienza di andata è ritornu. In cuntrastu, u ciclà i SIB da 50% à 100% di SOC pò riduce e perdite di efficienza di più di a metà paragunatu à u ciclà da 0% à 50%", anu spiegatu ancu, nutendu chì l'efficienza di i SIB cresce drasticamente quandu si ciclanu e cellule in un intervallu SOC più altu paragunatu à un intervallu SOC più bassu.