से शोधकर्तातकनीकी विश्वविद्यालय म्यूनिख(टूम) औरRwth Aachen विश्वविद्यालयजर्मनी में उच्च-ऊर्जा सोडियम-आयन बैटरी (SIBs) के विद्युत प्रदर्शन की तुलना एक अत्याधुनिक उच्च-ऊर्जा लिथियम-आयन बैटरी (LIBS) से लिथियम-आयरन-फॉस्फेट (LFP) कैथोड के साथ की है।

टीम ने पाया कि अत्याधुनिक और तापमान का पल्स प्रतिरोध और LIBS की तुलना में SIBs के प्रतिबाधा पर अधिक प्रभाव होता है, जो डिजाइन विकल्पों को प्रभावित कर सकता है और सुझाव देता है कि SIBs को प्रदर्शन का अनुकूलन करने के लिए अधिक परिष्कृत तापमान और चार्ज प्रबंधन प्रणालियों की आवश्यकता हो सकती है, विशेष रूप से निम्न चार्ज स्तरों पर।

• पल्स प्रतिरोध को और आगे समझाने के लिए: यह शब्द यह बताता है कि अचानक बिजली की मांग लागू होने पर बैटरी वोल्टेज कितना गिरता है। इसलिए, अनुसंधान इंगित करता है कि सोडियम आयन बैटरी लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में चार्ज स्तर और तापमान से अधिक प्रभावित होती है।

अनुसंधान:

"सोडियम-आयन बैटरी [SIBs] को आम तौर पर LIBS के लिए एक ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में देखा जाता है," वैज्ञानिकों ने कहा। "फिर भी, सोडियम और लिथियम के इलेक्ट्रोकेमिकल व्यवहार में अंतर को एनोड और कैथोड दोनों पर अनुकूलन की आवश्यकता होती है। जबकि लिथियम-आयन बैटरी [लिबास] के लिए आमतौर पर ग्रेफाइट का उपयोग एनोड सामग्री के रूप में किया जाता है, एसआईबीएस के लिए हार्ड कार्बन को वर्तमान में एसआईबीएस के लिए सबसे आशाजनक सामग्री के रूप में देखा जाता है।"

उन्होंने यह भी समझाया कि उनके काम का उद्देश्य शोध में एक अंतर को भरना था, क्योंकि अलग-अलग तापमान और अत्याधुनिक चार्ज (SOC) के मामले में SIBs के विद्युत व्यवहार के बारे में अभी भी ज्ञान की कमी है।

विशेष रूप से, विशेष रूप से, 10 डिग्री सेल्सियस से 45 डिग्री सेल्सियस और ओपन-सर्किट वोल्टेज माप के तापमान पर इलेक्ट्रिकल प्रदर्शन माप अलग-अलग तापमान पर पूर्ण-सेल के साथ-साथ 25 सी। पर संबंधित कोशिकाओं के आधे सेल मापों के साथ आयोजित किया गया।

"इसके अलावा, हमने प्रत्यक्ष वर्तमान प्रतिरोध (आर डीसी) और गैल्वेनोस्टैटिक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (जीईआईएस) दोनों पर तापमान और एसओसी के प्रभाव की जांच की," यह निर्दिष्ट किया। "गतिशील परिस्थितियों में प्रयोग करने योग्य क्षमता, प्रयोग करने योग्य ऊर्जा और ऊर्जा दक्षता की जांच करने के लिए, हमने अलग -अलग तापमान पर विभिन्न लोड दरों को लागू करके दर क्षमता परीक्षण किए।"

शोधकर्ताओं ने एक लिथियम-आयन बैटरी, एक सोडियम-आयन बैटरी के साथ एक निकल-मंगनीस-आयरन कैथोड, और एक एलएफपी कैथोड के साथ एक लिथियम-आयन बैटरी को मापा। तीनों ने वोल्टेज हिस्टैरिसीस को दिखाया, जिसका अर्थ है कि उनके ओपन-सर्किट वोल्टेज चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के बीच भिन्न थे।

शिक्षाविदों ने जोर दिया, "दिलचस्प बात यह है कि एसआईबी के लिए, हिस्टैरिसीस मुख्य रूप से कम एसओसीएस में हो रहा है, जो कि आधे सेल माप के अनुसार, हार्ड कार्बन एनोड के कारण होने की संभावना है।" "आर डीसी और लीब के प्रतिबाधा एसओसी पर बहुत कम निर्भरता दिखाते हैं। इसके विपरीत, एसआईबी के लिए, आर डीसी और प्रतिबाधा 30%से कम एसओसी में काफी बढ़ जाती है, जबकि उच्च एसओसी का विपरीत प्रभाव होता है और आर डीसी और प्रतिबाधा मूल्यों को कम करता है।"

इसके अलावा, उन्होंने पता लगाया कि R_DC और प्रतिबाधा की तापमान निर्भरता LIBS की तुलना में SIBs के लिए अधिक है। "LIB परीक्षण राउंड-ट्रिप दक्षता पर SOC का एक महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं दिखाते हैं। इसके विपरीत, SIBs को 50% से 100% SOC तक साइकिल चलाने से 0% से 50% तक साइकिल चलाने की तुलना में आधे से अधिक की दक्षता हानि कम हो सकती है," उन्होंने यह देखते हुए कि SIB की दक्षता एक उच्च SOC रेंज की तुलना में कोशिकाओं को साइकिल चलाने के दौरान बढ़ती है।