dan tadqiqotchilarMyunxen texnika universiteti(TUM) vaRWTH Aachen universitetiGermaniyada yuqori energiyali natriy-ionli batareyalarning (SIB) elektr samaradorligini litiy-temir-fosfat (LFP) katodli zamonaviy yuqori energiyali litiy-ion batareyasi (LIB) bilan taqqoslashdi.

Jamoa zaryad holati va harorat SIB larning impuls qarshiligi va impedansiga LIB larga qaraganda yuqori ta'sir ko'rsatishini aniqladi, bu dizayn tanlovlariga ta'sir qilishi mumkin va SIBlar ishlashni optimallashtirish uchun yanada murakkab harorat va zaryadni boshqarish tizimlarini talab qilishi mumkinligini ko'rsatadi, ayniqsa past zaryad darajalarida.

• Impuls qarshiligini yanada tushuntirish uchun: bu atama to'satdan quvvat talabi qo'llanilganda batareyaning kuchlanishi qancha tushishini anglatadi. Shu sababli, tadqiqot shuni ko'rsatadiki, natriy-ionli batareyalar lityum-ion batareyalarga qaraganda zaryad darajasi va haroratga ko'proq ta'sir qiladi.

Tadqiqot:

"Natriy-ionli batareyalar [SIB'lar] odatda LIBlarning o'rnini bosuvchi vosita sifatida ko'riladi", dedi olimlar. "Shunga qaramay, natriy va litiyning elektrokimyoviy xatti-harakatlaridagi farqlar anod va katodda moslashishni talab qiladi. Lityum-ionli batareyalar uchun [LIBs] odatda anod materiali sifatida grafit ishlatilsa, SIB uchun qattiq uglerod hozirda SIB uchun eng istiqbolli material sifatida ko'riladi."

Ular, shuningdek, ularning ishlari tadqiqotdagi bo'shliqni to'ldirishga qaratilganligini tushuntirishdi, chunki SIBlarning o'zgaruvchan harorat va zaryad holati (SOCs) nuqtai nazaridan elektr harakati haqida hali ham ma'lumot yo'q.

Tadqiqot guruhi, xususan, 10 ° C dan 45 ° C gacha bo'lgan haroratlarda elektr unumdorligini o'lchash va turli haroratlarda to'liq hujayraning ochiq zanjirli kuchlanish o'lchovlarini, shuningdek, 25 ° C da tegishli hujayralarning yarim hujayra o'lchovlarini o'tkazdi.

"Bundan tashqari, biz harorat va SOCning to'g'ridan-to'g'ri oqim qarshiligiga (R DC) va galvanostatik elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasiga (GEIS) ta'sirini o'rgandik", dedi u. "Dinamik sharoitlarda foydalanish mumkin bo'lgan quvvatni, foydalanish mumkin bo'lgan energiyani va energiya samaradorligini tekshirish uchun biz turli xil haroratlarda turli xil yuk stavkalarini qo'llash orqali tezlik qobiliyati sinovlarini o'tkazdik."

Tadqiqotchilar litiy-ion batareyani, nikel-marganets-temir katodli natriy-ion batareyani va LFP katodli litiy-ion batareyani o'lchashdi. Uchalasi ham kuchlanish histerizisini ko'rsatdi, ya'ni ularning ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanishi zaryadlash va tushirish o'rtasida farq qiladi.

"Qizig'i shundaki, SIB uchun histerezis birinchi navbatda past SOClarda sodir bo'ladi, bu yarim hujayrali o'lchovlarga ko'ra, ehtimol qattiq uglerod anodiga bog'liq", deb ta'kidladilar akademiklar. "LIB ning R DC va empedansi SOCga juda kam bog'liqligini ko'rsatadi. Aksincha, SIBlar uchun R DC va impedans 30% dan past bo'lgan SOClarda sezilarli darajada oshadi, yuqori SOC esa teskari ta'sirga ega va R DC va impedans qiymatlarining pasayishiga olib keladi ".

Bundan tashqari, ular R_DC va impedansning haroratga bog'liqligi SIBlar uchun LIBlarga qaraganda yuqori ekanligini aniqladilar. "LIB testlari SOC ning aylanish samaradorligiga sezilarli ta'sirini ko'rsatmaydi. Aksincha, SIBlarni 50% dan 100% SOCgacha velosipedda o'tkazish, 0% dan 50% gacha bo'lgan velosipedda ishlashga nisbatan samaradorlikni yo'qotishlarni yarmidan ko'proq kamaytirishi mumkin ", deya tushuntirdilar ular, shuningdek, SIBlarning samaradorligi hujayralar diapazoni bilan solishtirganda OC ga nisbatan ancha past ekanligini ta'kidladilar. SOC diapazoni.