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 की प्रतिबाधा पर अधिक प्रभाव होता है, जो डिजाइन विकल्पों को प्रभावित कर सकता है और सुझाव देता है कि SIBs को अधिक परिष्कृत तापमान और चार्ज प्रबंधन प्रणालियों की आवश्यकता हो सकती है ताकि अनुकूलन किया जा सके प्रदर्शन, विशेष रूप से निचले 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 [libs] के लिए आमतौर पर ग्रेफाइट का उपयोग एनोड सामग्री के रूप में किया जाता है, SIBS के लिए हार्ड कार्बन को वर्तमान में SIBs 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 इसी 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 लिब के प्रतिबाधा एसओसी पर बहुत कम निर्भरता दिखाते हैं। इसके विपरीत, SIBs के लिए, R DC और प्रतिबाधा 30%से कम SOCs में काफी बढ़ जाती है, जबकि उच्च SOCs का विपरीत प्रभाव होता है और कम R DC और प्रतिबाधा मूल्यों को जन्म देता 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 दक्षता के नुकसान को आधे से अधिक कम हो सकता है, “उन्होंने आगे बताया, यह देखते हुए कि SIB की दक्षता तब बढ़ती है जब कोशिकाओं को साइकिल चलाने से कोशिकाओं में काफी वृद्धि होती है। कम SOC रेंज की तुलना में उच्च SOC रेंज।