Luchd-rannsachaidh bhonOilthigh Teicnigeach Mhünchen(TUM) agusOilthigh RWTH AachenAnns a' Ghearmailt, tha iad air coimeas a dhèanamh eadar coileanadh dealain bataraidhean sodium-ion àrd-lùtha (SIBn) agus coileanadh bataraidh lithium-ion àrd-lùtha (LIBn) den chiad ìre le catod lithium-iarann-fosfáit (LFP).

Fhuair an sgioba a-mach gu bheil buaidh nas motha aig staid na cosgais agus an teòthachd air strì an aghaidh cuisle agus bacadh nan SIBn na tha aig na LIBn, agus dh’ fhaodadh seo buaidh a thoirt air roghainnean dealbhaidh agus a’ moladh gum faodadh gum bi feum aig SIBn air siostaman riaghlaidh teòthachd is cosgais nas sofaistigichte gus an coileanadh a bharrachadh, gu h-àraidh aig ìrean cosgais nas ìsle.

• Gus mìneachadh nas mionaidiche a thoirt air strì an aghaidh cuisle: tha an teirm a’ toirt iomradh air dè an ìre gu bheil bholtaids bataraidh a’ tuiteam nuair a thèid iarrtas cumhachd obann a chuir an sàs. Mar sin, tha an rannsachadh a’ nochdadh gu bheil barrachd buaidh aig ìre cosgais agus teòthachd air bataraidhean sodium-ion na bataraidhean lithium-ion.

Rannsachadh:

“Mar as trice thathas a’ faicinn bataraidhean sodium-ion [SIBn] mar roghainn eile an àite LIBn,” thuirt na luchd-saidheans. “A dh’aindeoin sin, tha na h-eadar-dhealachaidhean ann an giùlan dealan-cheimigeach sodium agus lithium ag iarraidh atharrachaidhean air an anod agus air a’ chatod. Ged a thathas mar as trice a’ cleachdadh grafait mar stuth anod airson bataraidhean lithium-ion [LIBn], thathas an-dràsta a’ faicinn carbon cruaidh mar an stuth as gealltanach airson SIBn.”

Mhìnich iad cuideachd gun robh an obair aca an dùil beàrn san rannsachadh a lìonadh, leis gu bheil dìth eòlais ann fhathast mu ghiùlan dealain SIBn a thaobh teòthachdan agus staid chìsean (SOCn) eadar-dhealaichte.

Rinn an sgioba rannsachaidh, gu sònraichte, tomhais coileanaidh dealain aig teòthachdan eadar 10 ceum C agus 45 ceum C agus tomhais bholtaids cuairt fosgailte den chill slàn aig diofar theodhachdan a bharrachd air tomhais leth-chealla de na ceallan co-fhreagarrach aig 25 C.

“A bharrachd air sin, rinn sinn sgrùdadh air buaidh teòthachd agus SOC air an dà chuid strì an aghaidh sruth dhìreach (R DC) agus speactroscopaidh impedance electroceimiceach galvanostatach (GEIS),” mhìnich e. ​​“Gus comas a ghabhas cleachdadh, lùth a ghabhas cleachdadh, agus èifeachdas lùtha a sgrùdadh fo chumhachan fiùghantach, rinn sinn deuchainnean comas ìre le bhith a’ cur diofar ìrean luchdan an sàs aig diofar theodhachdan.”

Thomhais an luchd-rannsachaidh bataraidh lithium-ion, bataraidh sodium-ion le catod nicil-manganese-iarann, agus bataraidh lithium-ion le catod LFP. Sheall an triùir hysteresis bholtaids, a’ ciallachadh gu robh am bholtaids cuairt-fosgailte eadar-dhealaichte eadar cosgais agus dì-luchdachadh.

“Gu inntinneach, airson SIBn, tha an hysteresis a’ tachairt sa mhòr-chuid aig SOCn ìosal, agus a rèir tomhais leth-chealla, is dòcha mar thoradh air an anod cruaidh carbain," chuir na h-acadaimigich cuideam air. “Tha R DC agus impedance an LIB a’ sealltainn glè bheag de eisimeileachd air an SOC. An coimeas ri sin, airson SIBn, tha an R DC agus impedance ag àrdachadh gu mòr aig SOCn fo 30%, agus tha buaidh eile aig SOCn nas àirde agus a’ leantainn gu luachan R DC agus impedance nas ìsle.”

A bharrachd air sin, dhearbh iad gu bheil eisimeileachd teòthachd R_DC agus impedance nas àirde airson SIBn na LIBn. “Chan eil na deuchainnean LIB a’ sealltainn buaidh mhòr an SOC air èifeachdas an turas cruinn. An coimeas ri sin, faodaidh rothaireachd nan SIBn bho 50% gu 100% SOC call èifeachdais a lughdachadh le barrachd air leth an taca ri rothaireachd bho 0% gu 50%," mhìnich iad tuilleadh, a’ toirt fa-near gu bheil èifeachdas SIBn a’ fàs gu mòr nuair a bhios iad a’ rothaireachd nan ceallan ann an raon SOC nas àirde an taca ri raon SOC nas ìsle.