Undersykers fan 'eTechnyske Universiteit fan München(TUM) enRWTH Universiteit Akenyn Dútslân hawwe de elektryske prestaasjes fan hege-enerzjy natrium-ion-batterijen (SIB's) fergelike mei dy fan in state-of-the-art hege-enerzjy lithium-ion-batterij (LIB's) mei in lithium-izer-fosfaat (LFP) katode.

It team fûn dat de ladingsteat en temperatuer in gruttere ynfloed hawwe op 'e pulswjerstân en de impedânsje fan 'e SIB's as de LIB's, wat ynfloed kin hawwe op ûntwerpkeuzes en suggerearret dat SIB's miskien mear ferfine temperatuer- en ladingbehearsystemen nedich binne om prestaasjes te optimalisearjen, foaral by legere ladingsnivo's.

• Om de pulswjerstân fierder út te lizzen: de term ferwiist nei hoefolle in batterijspanning sakket as der in hommelse fraach nei stroom wurdt tapast. Dêrom jout it ûndersyk oan dat natrium-ion-batterijen mear beynfloede wurde troch it laadnivo en de temperatuer as lithium-ion-batterijen.

Ûndersyk:

"Natrium-ionbatterijen [SIB's] wurde oer it algemien sjoen as in drop-in ferfanging foar LIB's," stelden de wittenskippers. "Dochs fereaskje de ferskillen yn it elektrochemyske gedrach fan natrium en lithium oanpassingen oan sawol de anode as de katode. Wylst foar lithium-ionbatterijen [LIB's] meastentiids grafyt as anodemateriaal brûkt wurdt, wurdt foar SIB's hurde koalstof op it stuit sjoen as it meast belofte materiaal foar SIB's."

Se ferklearren ek dat har wurk bedoeld wie om in gat yn it ûndersyk te foljen, om't der noch in gebrek oan kennis is oer it elektryske gedrach fan SIB's yn termen fan ferskillende temperatueren en ladingsteat (SOC's).

It ûndersyksteam fierde yn it bysûnder elektryske prestaasjemjittingen út by temperatueren fariearjend fan 10 graden C oant 45 graden C en iepen-circuit spanningsmjittingen fan 'e folsleine sel by ferskate temperatueren, lykas healselmjittingen fan 'e oerienkommende sellen by 25 °C.

"Fierder hawwe wy de ynfloed fan temperatuer en SOC op sawol gelijkstroomresistinsje (R DC) as galvanostatyske elektrochemyske impedânsjespektroskopie (GEIS) ûndersocht," spesifisearre it. "Om de brûkbere kapasiteit, brûkbere enerzjy en enerzjy-effisjinsje ûnder dynamyske omstannichheden te ûndersiikjen, hawwe wy taryfkapasiteitstests útfierd troch ferskate ladingsnelheden by ferskate temperatueren ta te passen."

De ûndersikers hawwe in lithium-ion-batterij, in natrium-ion-batterij mei in nikkel-mangaan-izer-katode en in lithium-ion-batterij mei in LFP-katode metten. Alle trije lieten spanningshysteresis sjen, wat betsjuttet dat har iepen-circuit spanning ferskilde tusken it laden en it ûntladen.

"Ynteressant is dat foar SIB's de hysteresis benammen foarkomt by lege SOC's, wat, neffens healselmjittingen, wierskynlik te tankjen is oan de hurde koalstofanode," beklamme de akademisy. "De R DC en impedânsje fan 'e LIB litte tige lyts ôfhinging sjen fan 'e SOC. Yn tsjinstelling, foar SIB's, nimme de R DC en impedânsje signifikant ta by SOC's ûnder 30%, wylst hegere SOC's it tsjinoerstelde effekt hawwe en liede ta legere R DC- en impedânsjewearden."

Boppedat hawwe se fêststeld dat de temperatuerôfhinklikens fan R_DC en impedânsje heger is foar SIB's as LIB's. "De LIB-tests litte gjin wichtige ynfloed fan 'e SOC sjen op' e effisjinsje fan 'e rûnreis. Yn tsjinstelling, it syklusjen fan 'e SIB's fan 50% nei 100% SOC kin effisjinsjeferlies mei mear as de helte ferminderje yn ferliking mei it syklusjen fan 0% nei 50%," ferklearren se fierder, en merkten op dat de effisjinsje fan SIB's drastysk groeit by it syklusjen fan 'e sellen yn in heger SOC-berik yn ferliking mei in leger SOC-berik.