Муҳаққиқон азДонишгоҳи техникии Мюнхен(TUM) ваДонишгоҳи RWTH Аахендар Олмон самаранокии электрикии батареяҳои иони натрий бо энергияи баланд (SIBs)-ро бо батареяи литий-иони бо энергияи баланд (LIBs)-и муосир бо катоди литий-оҳан-фосфат (LFP) муқоиса кардаанд.

Гурӯҳ муайян кард, ки ҳолати заряд ва ҳарорат нисбат ба LIB-ҳо ба муқовимати импулс ва импеданси SIB-ҳо таъсири бештар мерасонад, ки метавонад ба интихоби тарроҳӣ таъсир расонад ва нишон медиҳад, ки SIB-ҳо метавонанд барои беҳтар кардани кор, махсусан дар сатҳҳои пасттари заряд, ба системаҳои мураккабтари идоракунии ҳарорат ва заряд ниёз дошта бошанд.

• Барои шарҳи бештари муқовимати импулс: ин истилоҳ ба он ишора мекунад, ки шиддати батарея ҳангоми истифодаи ногаҳонии барқ ​​чӣ қадар коҳиш меёбад. Аз ин рӯ, таҳқиқот нишон медиҳанд, ки батареяҳои иони натрий нисбат ба батареяҳои литий-ион бештар аз сатҳи заряд ва ҳарорат таъсир мегиранд.

Таҳқиқот:

Олимон изҳор доштанд: «Батареяҳои ионии натрий [SIB] одатан ҳамчун ивазкунандаи LIB-ҳо ҳисобида мешаванд». «Бо вуҷуди ин, фарқиятҳо дар рафтори электрохимиявии натрий ва литий мутобиқсозиро ҳам дар анод ва ҳам дар катод талаб мекунанд. Дар ҳоле ки барои батареяҳои ионии литий [LIB] одатан графит ҳамчун маводи анод истифода мешавад, барои SIB-ҳо карбони сахт айни замон ҳамчун маводи умедбахштарин барои SIB-ҳо ҳисобида мешавад».

Онҳо инчунин шарҳ доданд, ки кори онҳо барои пур кардани холигӣ ​​дар таҳқиқот пешбинӣ шудааст, зеро то ҳол дар бораи рафтори электрикии SIB-ҳо аз ҷиҳати ҳарорат ва ҳолати зарядҳои гуногун (SOCs) дониши кофӣ вуҷуд надорад.

Гурӯҳи тадқиқотӣ, аз ҷумла, андозагириҳои самаранокии барқро дар ҳарорати аз 10 дараҷа то 45 дараҷа C ва андозагириҳои шиддати занҷири кушодаи ҳуҷайраи пурра дар ҳарорати гуногун, инчунин андозагириҳои нимҳуҷайраи ҳуҷайраҳои мувофиқро дар ҳарорати 25 дараҷа C анҷом доданд.

Дар он гуфта шудааст: «Ғайр аз ин, мо таъсири ҳарорат ва SOC-ро ҳам ба муқовимати ҷараёни мустақим (R DC) ва ҳам ба спектроскопияи импеданси электрохимиявии галваностатикӣ (GEIS) таҳқиқ кардем». «Барои омӯзиши иқтидори истифодашаванда, энергияи истифодашаванда ва самаранокии энергия дар шароити динамикӣ, мо озмоишҳои қобилияти суръатро бо истифода аз меъёрҳои гуногуни боркунӣ дар ҳароратҳои гуногун анҷом додем».

Муҳаққиқон батареяи литий-ион, батареяи иони натрий бо катоди никел-марганец-оҳан ва батареяи литий-ион бо катоди LFP-ро чен карданд. Ҳар се батарея гистерезиси шиддатро нишон доданд, яъне шиддати занҷири кушодаи онҳо байни пуркунӣ ва холӣкунӣ фарқ мекунад.

«Ҷолиб он аст, ки барои SIB-ҳо, гистерезис асосан дар SOC-ҳои паст ба амал меояд, ки мувофиқи андозагириҳои нимҳуҷайра, эҳтимолан аз аноди сахти карбон вобаста аст», - таъкид карданд олимон. «R DC ва импеданси LIB аз SOC вобастагии хеле кам нишон медиҳанд. Баръакс, барои SIB-ҳо, R DC ва импеданс дар SOC-ҳои камтар аз 30% ба таври назаррас афзоиш меёбанд, дар ҳоле ки SOC-ҳои баландтар таъсири баръакс доранд ва ба арзишҳои пасти R DC ва импеданс оварда мерасонанд».

Ғайр аз ин, онҳо муайян карданд, ки вобастагии ҳарорат аз R_DC ва импеданс барои SIB-ҳо нисбат ба LIB-ҳо баландтар аст. "Санҷишҳои LIB таъсири назарраси SOC-ро ба самаранокии рафтуомад нишон намедиҳанд. Баръакс, даврзании SIB-ҳо аз 50% то 100% SOC метавонад талафоти самаранокиро дар муқоиса бо даврзанӣ аз 0% то 50% беш аз нисф кам кунад", - илова бар ин онҳо шарҳ доданд ва қайд карданд, ки самаранокии SIB-ҳо ҳангоми даврзании ҳуҷайраҳо дар диапазони SOC-и баландтар дар муқоиса бо диапазони SOC-и пасттар ба таври назаррас меафзояд.