ஆராய்ச்சியாளர்கள்மியூனிக் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம்(TUM) மற்றும்RWTH ஆச்சென் பல்கலைக்கழகம்ஜெர்மனியில் உள்ள உயர் ஆற்றல் சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளின் (SIBs) மின் செயல்திறனை, லித்தியம்-இரும்பு-பாஸ்பேட் (LFP) கேத்தோடுடன் கூடிய அதிநவீன உயர் ஆற்றல் லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் (LIBs) மின் செயல்திறனுடன் ஒப்பிட்டுள்ளனர்.

LIB-களை விட SIB-களின் துடிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் மின்மறுப்பில் சார்ஜ் நிலை மற்றும் வெப்பநிலை அதிக செல்வாக்கைக் கொண்டிருப்பதைக் குழு கண்டறிந்தது, இது வடிவமைப்புத் தேர்வுகளைப் பாதிக்கலாம் மற்றும் SIB-களுக்கு செயல்திறனை மேம்படுத்த மிகவும் அதிநவீன வெப்பநிலை மற்றும் சார்ஜ் மேலாண்மை அமைப்புகள் தேவைப்படலாம் என்று கூறுகிறது, குறிப்பாக குறைந்த சார்ஜ் நிலைகளில்.

• துடிப்பு எதிர்ப்பை மேலும் விளக்க: திடீர் மின் தேவை பயன்படுத்தப்படும்போது பேட்டரி மின்னழுத்தம் எவ்வளவு குறைகிறது என்பதை இந்த சொல் குறிக்கிறது. எனவே, லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் சார்ஜ் நிலை மற்றும் வெப்பநிலையால் அதிகம் பாதிக்கப்படுகின்றன என்பதை ஆராய்ச்சி சுட்டிக்காட்டுகிறது.

ஆராய்ச்சி:

"சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் [SIBகள்] பொதுவாக LIBகளுக்கு ஒரு டிராப்-இன் மாற்றாகக் காணப்படுகின்றன," என்று விஞ்ஞானிகள் கூறினர். "இருப்பினும், சோடியம் மற்றும் லித்தியத்தின் மின்வேதியியல் நடத்தையில் உள்ள வேறுபாடுகளுக்கு அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இரண்டிலும் தழுவல்கள் தேவைப்படுகின்றன. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கு [LIBகள்] பொதுவாக கிராஃபைட் அனோட் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, SIBகளுக்கு கடின கார்பன் தற்போது SIBகளுக்கு மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பொருளாகக் காணப்படுகிறது."

மாறுபடும் வெப்பநிலை மற்றும் சார்ஜ் நிலைகள் (SOCs) அடிப்படையில் SIBகளின் மின் நடத்தை பற்றிய அறிவு இன்னும் இல்லாததால், ஆராய்ச்சியில் ஒரு இடைவெளியை நிரப்புவதே அவர்களின் பணியின் நோக்கம் என்றும் அவர்கள் விளக்கினர்.

ஆராய்ச்சிக் குழு, குறிப்பாக, 10 டிகிரி செல்சியஸ் முதல் 45 டிகிரி செல்சியஸ் வரையிலான வெப்பநிலையில் மின் செயல்திறன் அளவீடுகளையும், வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் முழு-செல்லின் திறந்த-சுற்று மின்னழுத்த அளவீடுகளையும், 25 டிகிரி செல்சியஸில் தொடர்புடைய செல்களின் அரை-செல் அளவீடுகளையும் நடத்தியது.

"மேலும், நேரடி மின்னோட்ட எதிர்ப்பு (R DC) மற்றும் கால்வனோஸ்டேடிக் மின்வேதியியல் மின்மறுப்பு நிறமாலை (GEIS) இரண்டிலும் வெப்பநிலை மற்றும் SOC இன் செல்வாக்கை நாங்கள் ஆராய்ந்தோம்," என்று அது குறிப்பிட்டது. "டைனமிக் நிலைமைகளின் கீழ் பயன்படுத்தக்கூடிய திறன், பயன்படுத்தக்கூடிய ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் திறன் ஆகியவற்றை ஆராய, வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் வெவ்வேறு சுமை விகிதங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் விகித திறன் சோதனைகளைச் செய்தோம்."

ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு லித்தியம்-அயன் பேட்டரி, நிக்கல்-மாங்கனீசு-இரும்பு கேத்தோடு கொண்ட சோடியம்-அயன் பேட்டரி மற்றும் ஒரு LFP கேத்தோடு கொண்ட லித்தியம்-அயன் பேட்டரி ஆகியவற்றை அளந்தனர். மூன்றும் மின்னழுத்த ஹிஸ்டெரிசிஸைக் காட்டின, அதாவது அவற்றின் திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தம் சார்ஜ் செய்வதற்கும் வெளியேற்றுவதற்கும் இடையில் வேறுபட்டது.

"சுவாரஸ்யமாக, SIB களுக்கு, ஹிஸ்டெரெசிஸ் முதன்மையாக குறைந்த SOC களில் நிகழ்கிறது, இது அரை-செல் அளவீடுகளின்படி, கடின கார்பன் அனோட் காரணமாக இருக்கலாம்" என்று கல்வியாளர்கள் வலியுறுத்தினர். "LIB இன் R DC மற்றும் மின்மறுப்பு SOC யைச் சார்ந்திருப்பதை மிகக் குறைவாகவே காட்டுகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, SIB களுக்கு, R DC மற்றும் மின்மறுப்பு 30% க்கும் குறைவான SOC களில் கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் அதிக SOC கள் எதிர் விளைவைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் குறைந்த R DC மற்றும் மின்மறுப்பு மதிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்."

மேலும், R_DC மற்றும் மின்மறுப்பின் வெப்பநிலை சார்பு SIB களுக்கு LIB களை விட அதிகமாக இருப்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். "LIB சோதனைகள் சுற்று-பயண செயல்திறனில் SOC இன் குறிப்பிடத்தக்க செல்வாக்கைக் காட்டவில்லை. இதற்கு நேர்மாறாக, SIB களை 50% முதல் 100% SOC வரை சுழற்சி செய்வது 0% முதல் 50% வரை சுழற்சி செய்வதை விட செயல்திறன் இழப்புகளை பாதிக்கும் மேல் குறைக்கலாம்," என்று அவர்கள் மேலும் விளக்கினர், குறைந்த SOC வரம்போடு ஒப்பிடும்போது அதிக SOC வரம்பில் செல்களை சுழற்சி செய்யும் போது SIB களின் செயல்திறன் வெகுவாக வளரும் என்பதைக் குறிப்பிட்டனர்.