গবেষকরামিউনিখের কারিগরি বিশ্ববিদ্যালয়(টিউএম) এবংআরডব্লিউটিএইচ আচেন বিশ্ববিদ্যালয়জার্মানিতে উচ্চ-শক্তি সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি (SIBs) এর বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা একটি অত্যাধুনিক উচ্চ-শক্তি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি (LIBs) এর সাথে তুলনা করা হয়েছে যার সাথে একটি লিথিয়াম-আয়রন-ফসফেট (LFP) ক্যাথোড রয়েছে।

দলটি দেখেছে যে চার্জের অবস্থা এবং তাপমাত্রা LIB-এর তুলনায় SIB-এর পালস রেজিস্ট্যান্স এবং ইম্পিডেন্সের উপর বেশি প্রভাব ফেলে, যা নকশা পছন্দগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে এবং পরামর্শ দেয় যে SIB-এর কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য আরও পরিশীলিত তাপমাত্রা এবং চার্জ ব্যবস্থাপনা সিস্টেমের প্রয়োজন হতে পারে, বিশেষ করে কম চার্জ স্তরে।

• পালস রেজিস্ট্যান্সকে আরও ব্যাখ্যা করার জন্য: এই শব্দটি হঠাৎ বিদ্যুৎ চাহিদা প্রয়োগ করলে ব্যাটারির ভোল্টেজ কতটা কমে যায় তা বোঝায়। অতএব, গবেষণাটি ইঙ্গিত দেয় যে সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় চার্জ স্তর এবং তাপমাত্রার দ্বারা বেশি প্রভাবিত হয়।

গবেষণা:

"সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি [SIBs] সাধারণত LIBs-এর জন্য একটি ড্রপ-ইন প্রতিস্থাপন হিসেবে দেখা হয়," বিজ্ঞানীরা বলেছেন। "তবুও, সোডিয়াম এবং লিথিয়ামের তড়িৎ রাসায়নিক আচরণের পার্থক্যের জন্য অ্যানোড এবং ক্যাথোড উভয়েরই অভিযোজনের প্রয়োজন হয়। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য [LIBs] সাধারণত গ্রাফাইটকে অ্যানোড উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা হয়, SIBs-এর জন্য বর্তমানে শক্ত কার্বনকে সবচেয়ে আশাব্যঞ্জক উপাদান হিসেবে দেখা হয়।"

তারা আরও ব্যাখ্যা করেছেন যে তাদের কাজটি গবেষণার একটি শূন্যস্থান পূরণ করার উদ্দেশ্যে করা হয়েছিল, কারণ পরিবর্তিত তাপমাত্রা এবং চার্জের অবস্থা (SOC) এর ক্ষেত্রে SIB-এর বৈদ্যুতিক আচরণ সম্পর্কে এখনও জ্ঞানের অভাব রয়েছে।

গবেষণা দলটি, বিশেষ করে, ১০ ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে ৪৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা পরিমাপ এবং বিভিন্ন তাপমাত্রায় পূর্ণ-কোষের ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ পরিমাপের পাশাপাশি ২৫ ডিগ্রি সেলসিয়াসে সংশ্লিষ্ট কোষগুলির অর্ধ-কোষ পরিমাপ পরিচালনা করেছে।

"তাছাড়া, আমরা তাপমাত্রা এবং SOC-এর প্রভাব প্রত্যক্ষ কারেন্ট রেজিস্ট্যান্স (R DC) এবং গ্যালভানোস্ট্যাটিক ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইম্পিডেন্স স্পেকট্রোস্কোপি (GEIS) উভয়ের উপর তদন্ত করেছি," এটি উল্লেখ করেছে। "গতিশীল পরিস্থিতিতে ব্যবহারযোগ্য ক্ষমতা, ব্যবহারযোগ্য শক্তি এবং শক্তি দক্ষতা পরীক্ষা করার জন্য, আমরা বিভিন্ন তাপমাত্রায় বিভিন্ন লোড রেট প্রয়োগ করে রেট ক্যাপাবিলিটি পরীক্ষা করেছি।"

গবেষকরা একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি, নিকেল-ম্যাঙ্গানিজ-আয়রন ক্যাথোড সহ একটি সোডিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এবং একটি LFP ক্যাথোড সহ একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি পরিমাপ করেছেন। তিনটিতেই ভোল্টেজ হিস্টেরেসিস দেখা গেছে, যার অর্থ তাদের ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের মধ্যে পার্থক্য করে।

"মজার বিষয় হলো, SIB-এর ক্ষেত্রে, হিস্টেরেসিস মূলত কম SOC-তে ঘটে, যা অর্ধ-কোষ পরিমাপ অনুসারে, সম্ভবত শক্ত কার্বন অ্যানোডের কারণে," শিক্ষাবিদরা জোর দিয়ে বলেন। "LIB-এর R DC এবং ইম্পিডেন্স SOC-এর উপর খুব কম নির্ভরতা দেখায়। বিপরীতে, SIB-এর ক্ষেত্রে, 30%-এর নিচে SOC-তে R DC এবং ইম্পিডেন্স উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়, যেখানে উচ্চতর SOC-এর বিপরীত প্রভাব থাকে এবং R DC এবং ইম্পিডেন্স মান কম হয়।"

অধিকন্তু, তারা নিশ্চিত করেছেন যে LIB-এর তুলনায় SIB-এর জন্য R_DC এবং প্রতিবন্ধকতার তাপমাত্রা নির্ভরতা বেশি। "LIB পরীক্ষাগুলি রাউন্ড-ট্রিপ দক্ষতার উপর SOC-এর উল্লেখযোগ্য প্রভাব দেখায় না। বিপরীতে, SIB-গুলিকে 50% থেকে 100% SOC সাইকেল চালানো 0% থেকে 50% সাইকেল চালানোর তুলনায় দক্ষতার ক্ষতি অর্ধেকেরও বেশি কমাতে পারে," তারা আরও ব্যাখ্যা করেছেন, উল্লেখ করেছেন যে নিম্ন SOC পরিসরের তুলনায় উচ্চতর SOC পরিসরে কোষগুলিকে সাইকেল চালানোর সময় SIB-এর দক্ষতা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়।