-аас судлаачидМюнхений техникийн их сургууль(TUM) баRWTH Аахены их сургуульГерманд өндөр энергитэй натрийн ион батерейны цахилгаан гүйцэтгэлийг лити-төмөр фосфат (LFP) катодтой орчин үеийн өндөр энергитэй лити-ион батерейтай (LIBs) харьцуулсан.

Цэнэглэх төлөв болон температур нь LIB-ээс илүү SIB-ийн импульсийн эсэргүүцэл ба эсэргүүцэлд илүү их нөлөө үзүүлдэгийг судалгааны баг олж тогтоосон бөгөөд энэ нь дизайны сонголтод нөлөөлж болзошгүй бөгөөд SIB-д гүйцэтгэлийг оновчтой болгохын тулд илүү боловсронгуй температур, цэнэгийн удирдлагын систем, ялангуяа бага цэнэгийн түвшинд шаардлагатай байж болохыг харуулж байна.

• Импульсийн эсэргүүцлийг цааш нь тайлбарлахын тулд: Энэ нэр томъёо нь эрчим хүчний гэнэтийн хэрэгцээ гарсан үед батерейны хүчдэл хэр их буурдаг болохыг хэлнэ. Тиймээс натри-ион батерейнууд нь лити-ион батерейг бодвол цэнэгийн түвшин, температурт илүү нөлөөлдөг болохыг судалгаагаар харуулж байна.

Судалгаа:

Эрдэмтэд "Натри-ион батерейг [SIBs] ерөнхийдөө LIB-ийг орлуулах гэж үздэг" гэж мэдэгдэв. "Гэсэн хэдий ч натри ба литийн электрохимийн үйл ажиллагааны ялгаа нь анод болон катодын аль алинд нь дасан зохицохыг шаарддаг. Лити-ион батерейнд [LIBs] ихэвчлэн бал чулууг анод материал болгон ашигладаг бол SIB-ийн хувьд хатуу нүүрстөрөгчийг одоогоор SIB-ийн хамгийн ирээдүйтэй материал гэж үзэж байна."

Температур ба цэнэгийн төлөвийн (SOC) хувьд SIB-ийн цахилгааны үйл ажиллагааны талаар мэдлэг дутмаг байсаар байгаа тул тэдний ажил нь судалгааны цоорхойг нөхөх зорилготой гэж тэд тайлбарлав.

Судалгааны баг ялангуяа 10 хэмээс 45 хэмийн температурт цахилгааны гүйцэтгэлийн хэмжилт, өөр өөр температурт бүрэн эсийн задгай хэлхээний хүчдэлийн хэмжилт, мөн 25 хэмийн харгалзах эсийн хагас эсийн хэмжилтийг хийсэн.

"Цаашилбал, бид температур ба SOC-ийн тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл (R DC) ба гальваностатик электрохимийн эсэргүүцлийн спектроскопи (GEIS) хоёуланд нь нөлөөллийг судалсан" гэж онцолжээ. "Ашиглах хүчин чадал, ашиглах боломжтой эрчим хүч, эрчим хүчний үр ашгийг динамик нөхцөлд шалгахын тулд бид өөр өөр температурт өөр өөр ачааллын хурдыг ашиглах замаар хурдны чадамжийн туршилтыг хийсэн."

Судлаачид лити-ион батерей, никель-манган-төмрийн катодтой натрийн-ион батерей, LFP катодтой лити-ион батерейг хэмжсэн. Гурав гурвуулаа хүчдэлийн гистерезисийг харуулсан бөгөөд энэ нь тэдгээрийн нээлттэй хэлхээний хүчдэл нь цэнэглэх, цэнэглэх хооронд ялгаатай гэсэн үг юм.

"Сонирхолтой нь, SIB-ийн хувьд гистерезис нь үндсэндээ бага SOC-д тохиолддог бөгөөд энэ нь хагас эсийн хэмжилтээс харахад хатуу нүүрстөрөгчийн анодтой холбоотой байж магадгүй" гэж эрдэмтэд онцолжээ. "LIB-ийн R DC ба эсэргүүцэл нь SOC-ээс маш бага хамааралтай болохыг харуулж байна. Үүний эсрэгээр, SIB-ийн хувьд R DC ба эсэргүүцэл нь 30% -иас доош SOC-д мэдэгдэхүйц нэмэгддэг бол өндөр SOC нь эсрэгээр нөлөөлж, R DC ба эсэргүүцлийн утгыг бууруулдаг."

Түүнээс гадна тэд R_DC ба эсэргүүцлийн температурын хамаарал нь SIB-ийн хувьд LIB-ээс өндөр болохыг тогтоожээ. "LIB-ийн туршилтууд нь хоёр талын аялалын үр ашигт SOC-ийн нөлөөллийг харуулахгүй байна. Үүний эсрэгээр, SIB-ийг 50% -иас 100% SOC хүртэл дугуйлах нь 0% -аас 50% хүртэл унадаг дугуйтай харьцуулахад үр ашгийн алдагдлыг хоёр дахин бууруулж чадна" гэж тэд тайлбарлаж, SIB-ийн үр ашиг нь эсийн өсөлттэй харьцуулахад харьцангуй өндөр байгааг тэмдэглэв. SOC хүрээ.