изилдөөчүлөрМюнхен техникалык университети(TUM) жанаRWTH Ахен университетиГерманияда жогорку энергиялуу натрий-иондук батареялардын (SIB) электрдик көрсөткүчтөрүн литий-темир-фосфат (LFP) катоду бар заманбап жогорку энергиялуу литий-иондук батареянын (LIB) электрдик көрсөткүчтөрү менен салыштырышкан.

Топ заряддын абалы жана температурасы SIBлердин импульстук каршылыгына жана импедансына LIBлерге караганда көбүрөөк таасир этерин аныктады, бул дизайн тандоосуна таасир этиши мүмкүн жана SIBлер, айрыкча, төмөнкү заряд деңгээлдеринде, иштин натыйжалуулугун оптималдаштыруу үчүн татаалыраак температураны жана зарядды башкаруу системаларын талап кылышы мүмкүн деп божомолдойт.

• Импульстук каршылыкты андан ары түшүндүрүү үчүн: бул термин күтүүсүз кубаттуулук талап кылынганда батареянын чыңалуусу канчалык төмөндөй турганын билдирет. Ошондуктан, изилдөөлөр натрий-иондук батареяларга литий-иондук батареяларга караганда заряд деңгээли жана температурасы көбүрөөк таасир этерин көрсөтүп турат.

Изилдөө:

«Натрий-иондук батареялар [SIB] жалпысынан LIBлердин ордуна колдонулуучу кошумча катары каралат», - дешти окумуштуулар. «Ошого карабастан, натрий менен литийдин электрохимиялык жүрүм-турумундагы айырмачылыктар аноддо да, катоддо да адаптацияларды талап кылат. Литий-иондук батареялар [LIB] үчүн адатта графит аноддук материал катары колдонулса, SIBлер үчүн катуу көмүртек учурда SIBлер үчүн эң келечектүү материал катары каралууда».

Алар ошондой эле өз ишинин изилдөөдөгү боштукту толтурууга багытталганын түшүндүрүштү, анткени ар кандай температуралар жана заряддардын абалы (SOC) жагынан SIBлердин электрдик жүрүм-туруму жөнүндө дагы эле билим жетишсиз.

Изилдөө тобу, атап айтканда, 10 градус Цельсийден 45 градус Цельсийге чейинки температурада электрдик көрсөткүчтөрдү өлчөө жана ар кандай температурада толук клетканын ачык чынжыр чыңалуусун өлчөө, ошондой эле 25 градус Цельсийде тиешелүү клеткалардын жарым клеткаларын өлчөө жүргүзгөн.

«Андан тышкары, биз температуранын жана SOCтун туруктуу токтун каршылыгына (R DC) жана гальваностатикалык электрохимиялык импеданс спектроскопиясына (GEIS) тийгизген таасирин изилдедик», - деп белгиленет анда. «Динамикалык шарттарда колдонулуучу кубаттуулукту, колдонулуучу энергияны жана энергиянын натыйжалуулугун текшерүү үчүн биз ар кандай температурада ар кандай жүктөө ылдамдыктарын колдонуу менен ылдамдык жөндөмдүүлүгүн сыноодон өткөрдүк».

Изилдөөчүлөр литий-иондук батареяны, никель-марганец-темир катоду бар натрий-иондук батареяны жана LFP катоду бар литий-иондук батареяны өлчөштү. Үчөөндө тең чыңалуу гистерезиси байкалды, башкача айтканда, алардын ачык чынжырдагы чыңалуу заряддоо жана разряддоо ортосунда айырмаланат.

«Кызыгы, SIBлер үчүн гистерезис негизинен төмөнкү SOCлерде жүрөт, бул жарым клеткалык өлчөөлөргө ылайык, катуу көмүртек анодуна байланыштуу болушу мүмкүн», - деп баса белгилешти окумуштуулар. «LIBдин R DC жана импедансы SOCго өтө аз көз карандылыкты көрсөтөт. Ал эми SIBлер үчүн R DC жана импеданс 30% дан төмөн SOCлерде бир кыйла жогорулайт, ал эми жогорку SOCлер тескерисинче таасир этет жана R DC жана импеданс маанилеринин төмөндөшүнө алып келет».

Мындан тышкары, алар R_DC жана импеданстын температурага көз карандылыгы SIBлер үчүн LIBлерге караганда жогору экенин аныкташты. "LIB тесттери SOCтун эки тараптуу натыйжалуулукка олуттуу таасирин көрсөтпөйт. Ал эми, SIBлерди 50% дан 100% га чейинки SOCко айландыруу натыйжалуулуктун жоготууларын 0% дан 50% га чейинки циклге салыштырмалуу эки эседен ашык азайта алат", - деп түшүндүрүштү алар, ошондой эле клеткаларды төмөнкү SOC диапазонуна салыштырмалуу жогорку SOC диапазонунда циклдегенде SIBлердин натыйжалуулугу кескин өсөөрүн белгилешти.