ஆராய்ச்சியாளர்கள்மியூனிக் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகம்(TUM) மற்றும்ஆர்.டபிள்யூ.டி.எச் ஆச்சென் பல்கலைக்கழகம்ஜெர்மனியில், உயர் ஆற்றல் சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளின் (SIBs) மின் செயல்திறனை, லித்தியம்-இரும்பு-பாஸ்பேட் (LFP) கேத்தோடு கொண்ட ஒரு அதிநவீன உயர் ஆற்றல் லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் (LIBs) செயல்திறனுடன் ஒப்பிட்டுள்ளனர்.

லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளைக் (LIBs) காட்டிலும் சோடியம் அயன் பேட்டரிகளின் (SIBs) துடிப்பு மின்தடை மற்றும் மின்மறுப்பு ஆகியவற்றின் மீது மின்னூட்ட நிலை மற்றும் வெப்பநிலை அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை ஆய்வுக் குழு கண்டறிந்துள்ளது. இது வடிவமைப்புத் தேர்வுகளில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும் என்பதோடு, குறிப்பாகக் குறைந்த மின்னூட்ட நிலைகளில், செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கு சோடியம் அயன் பேட்டரிகளுக்கு மிகவும் நுட்பமான வெப்பநிலை மற்றும் மின்னூட்ட மேலாண்மை அமைப்புகள் தேவைப்படலாம் என்பதையும் இது சுட்டிக்காட்டுகிறது.

• துடிப்பு மின்தடையை மேலும் விளக்கினால்: திடீரென மின் தேவை ஏற்படும்போது ஒரு மின்கலத்தின் மின்னழுத்தம் எவ்வளவு குறைகிறது என்பதையே இச்சொல் குறிக்கிறது. எனவே, லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களைக் காட்டிலும் சோடியம்-அயன் மின்கலங்கள் மின்னூட்ட நிலை மற்றும் வெப்பநிலையால் அதிகமாகப் பாதிக்கப்படுகின்றன என்று ஆய்வுகள் குறிப்பிடுகின்றன.

ஆராய்ச்சி:

"சோடியம்-அயன் மின்கலங்கள் [SIBs] பொதுவாக லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களுக்கு (LIBs) ஒரு நேரடி மாற்றாகக் கருதப்படுகின்றன," என்று விஞ்ஞானிகள் தெரிவித்தனர். "இருப்பினும், சோடியம் மற்றும் லித்தியத்தின் மின்வேதியியல் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாடுகள், நேர்மின்முனை மற்றும் எதிர்மின்முனை ஆகிய இரண்டிலும் மாற்றங்களை அவசியமாக்குகின்றன. லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களுக்கு [LIBs] பொதுவாக கிராஃபைட் நேர்மின்முனைப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படும் நிலையில், சோடியம்-அயன் மின்கலங்களுக்கு (SIBs) கடின கார்பன் தற்போது மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பொருளாகக் கருதப்படுகிறது."

மாறுபட்ட வெப்பநிலை மற்றும் மின்னூட்ட நிலைகளின் (SOCs) அடிப்படையில் சோடியம் அயன் மின்கலங்களின் (SIBs) மின் நடத்தை குறித்த அறிவு இன்னும் குறைவாக இருப்பதால், ஆராய்ச்சியில் உள்ள ஒரு இடைவெளியை நிரப்புவதே தங்களது பணியின் நோக்கம் என்றும் அவர்கள் விளக்கினர்.

ஆராய்ச்சிக் குழு, குறிப்பாக, 10 டிகிரி செல்சியஸ் முதல் 45 டிகிரி செல்சியஸ் வரையிலான வெப்பநிலைகளில் மின் செயல்திறன் அளவீடுகளையும், வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் முழு மின்கலத்தின் திறந்த-சுற்று மின்னழுத்த அளவீடுகளையும், அத்துடன் 25 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் அதனுடன் தொடர்புடைய மின்கலங்களின் அரை-மின்கல அளவீடுகளையும் மேற்கொண்டது.

மேலும், நேர் மின்னோட்ட மின்தடை (R DC) மற்றும் கால்வனோஸ்டேடிக் மின்வேதியியல் மின்மறுப்பு நிறமாலையியல் (GEIS) ஆகிய இரண்டின் மீதும் வெப்பநிலை மற்றும் மேற்பரப்பு கரிமச் செறிவு (SOC) ஆகியவற்றின் தாக்கத்தை நாங்கள் ஆராய்ந்தோம்,” என்று அது குறிப்பிட்டது. “மாறும் நிலைமைகளின் கீழ் பயன்படுத்தக்கூடிய கொள்ளளவு, பயன்படுத்தக்கூடிய ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் செயல்திறன் ஆகியவற்றை ஆய்வு செய்வதற்காக, வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் வெவ்வேறு சுமை விகிதங்களைப் பயன்படுத்தி விகிதத் திறன் சோதனைகளை நாங்கள் மேற்கொண்டோம்.”

ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு லித்தியம்-அயன் மின்கலம், நிக்கல்-மாங்கனீசு-இரும்பு எதிர்மின்வாயைக் கொண்ட ஒரு சோடியம்-அயன் மின்கலம் மற்றும் LFP எதிர்மின்வாயைக் கொண்ட ஒரு லித்தியம்-அயன் மின்கலம் ஆகியவற்றை அளவிட்டனர். இந்த மூன்றுமே மின்னழுத்தப் பின்னடைவைக் காட்டின; அதாவது, மின்னேற்றத்திற்கும் மின்னிறக்கத்திற்கும் இடையில் அவற்றின் திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தம் வேறுபட்டது.

"சுவாரஸ்யமாக, SIB-களைப் பொறுத்தவரை, ஹிஸ்டெரிசிஸ் முதன்மையாகக் குறைந்த SOC-களில் ஏற்படுகிறது. அரை-கல அளவீடுகளின்படி, இது கடின கார்பன் ஆனோடு காரணமாக இருக்கலாம்," என்று கல்வியாளர்கள் வலியுறுத்தினர். "LIB-யின் R DC மற்றும் இம்பிடென்ஸ் ஆகியவை SOC-ஐ மிகக் குறைவாகவே சார்ந்துள்ளன. இதற்கு மாறாக, SIB-களைப் பொறுத்தவரை, 30%-க்கும் குறைவான SOC-களில் R DC மற்றும் இம்பிடென்ஸ் கணிசமாக அதிகரிக்கின்றன. அதே சமயம், அதிக SOC-கள் இதற்கு நேர்மாறான விளைவைக் கொண்டு, குறைந்த R DC மற்றும் இம்பிடென்ஸ் மதிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கின்றன."

மேலும், LIB-களை விட SIB-களில் R_DC மற்றும் மின்மறுப்பின் வெப்பநிலைச் சார்பு அதிகமாக இருப்பதை அவர்கள் உறுதிசெய்தனர். “LIB சோதனைகள், சுற்றுப் பயணத் திறனில் SOC-இன் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தைக் காட்டவில்லை. இதற்கு மாறாக, 0% முதல் 50% வரை சுழற்சி செய்வதோடு ஒப்பிடும்போது, ​​SIB-களை 50% முதல் 100% SOC வரை சுழற்சி செய்வது செயல்திறன் இழப்புகளைப் பாதியளவுக்கு மேல் குறைக்க முடியும்,” என்று அவர்கள் மேலும் விளக்கினர். குறைந்த SOC வரம்புடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அதிக SOC வரம்பில் மின்கலங்களைச் சுழற்சி செய்யும்போது SIB-களின் செயல்திறன் பெருமளவில் அதிகரிக்கிறது என்றும் அவர்கள் குறிப்பிட்டனர்.