Ang mga mananaliksik mula saTeknikal na Unibersidad ng Munich(TUM) atRWTH Aachen Universitysa Germany ay inihambing ang electrical performance ng high-energy sodium-ion batteries (SIBs) sa isang state-of-the-art high-energy lithium-ion battery (LIBs) na may lithium-iron-phosphate (LFP) cathode.

Nalaman ng team na ang state-of-charge at temperatura ay may mas mataas na impluwensya sa pulse resistance at impedance ng mga SIB kaysa sa mga LIB, na maaaring makaimpluwensya sa mga pagpipilian sa disenyo at nagmumungkahi na ang mga SIB ay maaaring mangailangan ng mas sopistikadong temperatura at mga sistema ng pamamahala ng singil upang ma-optimize ang pagganap, lalo na sa mas mababang antas ng pagsingil.

• Upang ipaliwanag pa ang paglaban ng pulso: ang termino ay tumutukoy sa kung gaano kalaki ang boltahe ng baterya kapag inilapat ang isang biglaang pangangailangan ng kuryente. Samakatuwid, ang pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang mga baterya ng sodium-ion ay mas apektado ng antas ng singil at temperatura kaysa sa mga baterya ng lithium-ion.

Pananaliksik:

"Ang mga baterya ng sodium-ion [SIB] ay karaniwang nakikita bilang isang drop-in na kapalit para sa mga LIB," sabi ng mga siyentipiko. "Gayunpaman, ang mga pagkakaiba sa electrochemical na pag-uugali ng sodium at lithium ay nangangailangan ng mga adaption sa parehong anode at cathode. Habang para sa mga lithium-ion na baterya [LIBs] ay kadalasang ginagamit ang graphite bilang anode material, para sa SIBs hard carbon ay kasalukuyang nakikita bilang ang pinaka-promising na materyal para sa mga SIB."

Ipinaliwanag din nila na ang kanilang trabaho ay nilayon upang punan ang isang puwang sa pananaliksik, dahil may kakulangan pa rin ng kaalaman tungkol sa electrical behavior ng mga SIB sa mga tuntunin ng iba't ibang temperatura at state-of-charges (SOCs).

Ang pangkat ng pananaliksik ay nagsagawa, sa partikular, ng mga pagsukat sa pagganap ng kuryente sa mga temperatura mula 10 degrees C hanggang 45 degrees C at mga open-circuit na boltahe na sukat ng full-cell sa iba't ibang temperatura pati na rin ang mga half-cell na sukat ng mga katumbas na cell sa 25 C.

"Higit pa rito, sinisiyasat namin ang impluwensya ng temperatura at SOC sa parehong direktang kasalukuyang pagtutol (R DC) at galvanostatic electrochemical impedance spectroscopy (GEIS)," tinukoy nito. "Upang suriin ang magagamit na kapasidad, magagamit na enerhiya, at kahusayan sa enerhiya sa ilalim ng mga dynamic na kondisyon, nagsagawa kami ng mga pagsusuri sa kakayahan sa rate sa pamamagitan ng paglalapat ng iba't ibang mga rate ng pagkarga sa iba't ibang temperatura."

Sinukat ng mga mananaliksik ang isang lithium-ion na baterya, isang sodium-ion na baterya na may nickel-manganese-iron cathode, at isang lithium-ion na baterya na may LFP cathode. Lahat ng tatlo ay nagpakita ng boltahe hysteresis, ibig sabihin, ang kanilang open-circuit na boltahe ay naiiba sa pagitan ng pag-charge at pagdiskarga.

"Kapansin-pansin, para sa mga SIB, ang hysteresis ay pangunahing nangyayari sa mababang SOC, na, ayon sa mga sukat ng kalahating cell, malamang dahil sa hard carbon anode," ang mga akademiko ay nagbigay-diin. "Ang R DC at impedance ng LIB ay nagpapakita ng napakakaunting pag-asa sa SOC. Sa kabaligtaran, para sa mga SIB, ang R DC at impedance ay makabuluhang tumaas sa mga SOC na mas mababa sa 30%, habang ang mas mataas na SOC ay may kabaligtaran na epekto at humahantong sa mas mababang R DC at mga halaga ng impedance."

Bukod dito, natiyak nila na ang pag-asa sa temperatura ng R_DC at impedance ay mas mataas para sa mga SIB kaysa sa mga LIB. "Ang mga pagsusulit sa LIB ay hindi nagpapakita ng makabuluhang impluwensya ng SOC sa round-trip na kahusayan. Sa kabaligtaran, ang pagbibisikleta sa mga SIB mula 50% hanggang 100% SOC ay maaaring mabawasan ang pagkalugi ng kahusayan ng higit sa kalahati kumpara sa pagbibisikleta mula 0% hanggang 50%," paliwanag pa nila, na binabanggit na ang kahusayan ng mga SIB ay tumataas nang husto kapag nagbibisikleta sa hanay ng SOC sa mas mababang hanay ng SOC.