Riċerkaturi mill-Università Teknika ta' Munich(TUM) uUniversità RWTH ta' Aachenfil-Ġermanja qabblu l-prestazzjoni elettrika ta' batteriji tal-jone tas-sodju (SIBs) b'enerġija għolja ma' dik ta' batterija tal-jone tal-litju (LIBs) b'enerġija għolja mill-aktar avvanzata b'katodu tal-litju-ħadid-fosfat (LFP).

It-tim sab li l-istat taċ-ċarġ u t-temperatura għandhom influwenza ogħla fuq ir-reżistenza tal-polz u l-impedenza tas-SIBs milli tal-LIBs, u dan jista' jinfluwenza l-għażliet tad-disinn u jissuġġerixxi li s-SIBs jistgħu jeħtieġu sistemi ta' ġestjoni tat-temperatura u taċ-ċarġ aktar sofistikati biex jottimizzaw il-prestazzjoni, speċjalment f'livelli ta' ċarġ aktar baxxi.

• Biex nispjegaw aktar ir-reżistenza għall-polz: it-terminu jirreferi għal kemm il-vultaġġ tal-batterija jonqos meta tiġi applikata domanda f'daqqa ta' enerġija. Għalhekk, ir-riċerka tindika li l-batteriji tal-jone tas-sodju huma aktar affettwati mil-livell ta' ċarġ u t-temperatura milli l-batteriji tal-jone tal-litju.

Riċerka:

“Il-batteriji tal-jone tas-sodju [SIBs] ġeneralment jitqiesu bħala sostitut immedjat għall-LIBs,” iddikjaraw ix-xjentisti. “Madankollu, id-differenzi fl-imġiba elettrokimika tas-sodju u l-litju jeħtieġu adattamenti kemm fuq l-anodu kif ukoll fuq il-katodu. Filwaqt li għall-batteriji tal-jone tal-litju [LIBs] ġeneralment il-grafita tintuża bħala materjal tal-anodu, għas-SIBs il-karbonju iebes bħalissa jitqies bħala l-aktar materjal promettenti għas-SIBs.”

Spjegaw ukoll li x-xogħol tagħhom kien maħsub biex jimla vojt fir-riċerka, peress li għad hemm nuqqas ta' għarfien dwar l-imġiba elettrika tal-SIBs f'termini ta' temperaturi varjabbli u state-of-charges (SOCs).

It-tim tar-riċerka wettaq, b'mod partikolari, kejl tal-prestazzjoni elettrika f'temperaturi li jvarjaw minn 10 gradi C sa 45 grad C u kejl tal-vultaġġ taċ-ċirkwit miftuħ taċ-ċellula sħiħa f'temperaturi differenti kif ukoll kejl ta' nofs ċellula taċ-ċelloli korrispondenti f'25 C.

“Barra minn hekk, investigajna l-influwenza tat-temperatura u s-SOC kemm fuq ir-reżistenza għall-kurrent dirett (R DC) kif ukoll fuq l-ispettroskopija tal-impedenza elettrokimika galvanostatika (GEIS),” speċifikat. “Biex neżaminaw il-kapaċità użabbli, l-enerġija użabbli, u l-effiċjenza enerġetika taħt kundizzjonijiet dinamiċi, wettaqna testijiet tal-kapaċità tar-rata billi applikajna rati ta’ tagħbija differenti f’temperaturi differenti.”

Ir-riċerkaturi kejlu batterija tal-jone tal-litju, batterija tal-jone tas-sodju b'katodu tan-nikil-manganiż-ħadid, u batterija tal-jone tal-litju b'katodu LFP. It-tlieta li huma wrew isteresi tal-vultaġġ, li jfisser li l-vultaġġ taċ-ċirkwit miftuħ tagħhom kien differenti bejn l-iċċarġjar u l-iċċarġjar.

“Interessanti, għas-SIBs, l-isteresi qed isseħħ primarjament f'SOCs baxxi, li, skont il-kejl ta' nofs ċellula, x'aktarx minħabba l-anodu tal-karbonju iebes,” enfasizzaw l-akkademiċi. “L-R DC u l-impedenza tal-LIB juru dipendenza żgħira ħafna fuq is-SOC. B'kuntrast, għas-SIBs, l-R DC u l-impedenza jiżdiedu b'mod sinifikanti f'SOCs taħt it-30%, filwaqt li SOCs ogħla għandhom l-effett oppost u jwasslu għal valuri aktar baxxi ta' R DC u impedenza.”

Barra minn hekk, huma aċċertaw li d-dipendenza tat-temperatura tal-R_DC u l-impedenza hija ogħla għas-SIBs milli għall-LIBs. “It-testijiet tal-LIB ma jurux influwenza sinifikanti tas-SOC fuq l-effiċjenza tar-round-trip. B'kuntrast, iċ-ċikliżmu tas-SIBs minn 50% għal 100% SOC jista' jnaqqas it-telf tal-effiċjenza b'aktar minn nofs meta mqabbel maċ-ċikliżmu minn 0% għal 50%,” spjegaw aktar, filwaqt li nnutaw li l-effiċjenza tas-SIBs tikber drastikament meta ċ-ċelloli jiġu ċiklizzati f'medda ta' SOC ogħla meta mqabbla ma' medda ta' SOC aktar baxxa.