నుండి పరిశోధకులుమ్యూనిచ్ సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయం(TUM) మరియుRWTH ఆచెన్ విశ్వవిద్యాలయంజర్మనీలోని పరిశోధకులు అధిక శక్తి సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీల (SIBs) విద్యుత్ పనితీరును లిథియం-ఐరన్-ఫాస్ఫేట్ (LFP) కాథోడ్‌తో అత్యాధునిక అధిక శక్తి లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ (LIBs)తో పోల్చారు.

LIBల కంటే SIBల యొక్క పల్స్ నిరోధకత మరియు అవరోధంపై ఛార్జ్ స్థితి మరియు ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయని బృందం కనుగొంది, ఇది డిజైన్ ఎంపికలను ప్రభావితం చేయవచ్చు మరియు SIBలకు పనితీరును ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మరింత అధునాతన ఉష్ణోగ్రత మరియు ఛార్జ్ నిర్వహణ వ్యవస్థలు అవసరమని సూచిస్తుంది, ముఖ్యంగా తక్కువ ఛార్జ్ స్థాయిలలో.

• పల్స్ నిరోధకతను మరింత వివరించడానికి: ఈ పదం ఆకస్మిక విద్యుత్ డిమాండ్ వర్తించినప్పుడు బ్యాటరీ వోల్టేజ్ ఎంత తగ్గుతుందో సూచిస్తుంది. అందువల్ల, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కంటే సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఛార్జ్ స్థాయి మరియు ఉష్ణోగ్రత ద్వారా ఎక్కువగా ప్రభావితమవుతాయని పరిశోధన సూచిస్తుంది.

పరిశోధన:

"సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీలు [SIBలు] సాధారణంగా LIBలకు డ్రాప్-ఇన్ ప్రత్యామ్నాయంగా కనిపిస్తాయి" అని శాస్త్రవేత్తలు పేర్కొన్నారు. "అయినప్పటికీ, సోడియం మరియు లిథియం యొక్క ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రవర్తనలోని తేడాలకు ఆనోడ్ మరియు కాథోడ్ రెండింటిపై అనుసరణలు అవసరం. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు [LIBలు] సాధారణంగా గ్రాఫైట్‌ను ఆనోడ్ పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు, అయితే SIBలకు హార్డ్ కార్బన్ ప్రస్తుతం SIBలకు అత్యంత ఆశాజనకమైన పదార్థంగా కనిపిస్తుంది."

వివిధ ఉష్ణోగ్రతలు మరియు స్టేట్-ఆఫ్-ఛార్జ్‌లు (SOCలు) పరంగా SIBల విద్యుత్ ప్రవర్తన గురించి ఇప్పటికీ జ్ఞానం లేకపోవడంతో, పరిశోధనలో ఒక అంతరాన్ని పూడ్చడమే తమ పని ఉద్దేశించబడిందని కూడా వారు వివరించారు.

పరిశోధనా బృందం ముఖ్యంగా 10 డిగ్రీల సెల్సియస్ నుండి 45 డిగ్రీల సెల్సియస్ వరకు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద విద్యుత్ పనితీరు కొలతలు మరియు వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పూర్తి-సెల్ యొక్క ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ కొలతలను అలాగే 25 డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద సంబంధిత కణాల సగం-సెల్ కొలతలను నిర్వహించింది.

"ఇంకా, మేము డైరెక్ట్ కరెంట్ రెసిస్టెన్స్ (R DC) మరియు గాల్వనోస్టాటిక్ ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఇంపెడెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (GEIS) రెండింటిపై ఉష్ణోగ్రత మరియు SOC ప్రభావాన్ని పరిశోధించాము" అని అది పేర్కొంది. "డైనమిక్ పరిస్థితులలో ఉపయోగించగల సామర్థ్యం, ​​ఉపయోగించగల శక్తి మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని పరిశీలించడానికి, మేము వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేర్వేరు లోడ్ రేట్లను వర్తింపజేయడం ద్వారా రేటు సామర్థ్య పరీక్షలను నిర్వహించాము."

పరిశోధకులు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీని, నికెల్-మాంగనీస్-ఐరన్ కాథోడ్‌తో కూడిన సోడియం-అయాన్ బ్యాటరీని మరియు LFP కాథోడ్‌తో కూడిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీని కొలిచారు. ఈ మూడూ వోల్టేజ్ హిస్టెరిసిస్‌ను చూపించాయి, అంటే వాటి ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ మధ్య భిన్నంగా ఉంటుంది.

"ఆసక్తికరంగా, SIB లకు, హిస్టెరిసిస్ ప్రధానంగా తక్కువ SOC ల వద్ద సంభవిస్తుంది, ఇది సగం-సెల్ కొలతల ప్రకారం, హార్డ్ కార్బన్ యానోడ్ వల్ల కావచ్చు" అని విద్యావేత్తలు నొక్కి చెప్పారు. "LIB యొక్క R DC మరియు ఇంపెడెన్స్ SOC పై చాలా తక్కువ ఆధారపడటాన్ని చూపుతాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, SIB లకు, R DC మరియు ఇంపెడెన్స్ 30% కంటే తక్కువ SOC ల వద్ద గణనీయంగా పెరుగుతాయి, అయితే అధిక SOC లు వ్యతిరేక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు తక్కువ R DC మరియు ఇంపెడెన్స్ విలువలకు దారితీస్తాయి."

అంతేకాకుండా, LIBల కంటే SIBలకు R_DC మరియు ఇంపెడెన్స్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఆధారపడటం ఎక్కువగా ఉందని వారు నిర్ధారించారు. "LIB పరీక్షలు రౌండ్-ట్రిప్ సామర్థ్యంపై SOC యొక్క గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపించవు. దీనికి విరుద్ధంగా, SIBలను 50% నుండి 100% SOCకి సైక్లింగ్ చేయడం వలన 0% నుండి 50%కి సైక్లింగ్ చేయడంతో పోలిస్తే సామర్థ్య నష్టాలను సగానికి పైగా తగ్గించవచ్చు," అని వారు మరింత వివరించారు, తక్కువ SOC పరిధితో పోలిస్తే అధిక SOC పరిధిలో కణాలను సైక్లింగ్ చేసినప్పుడు SIBల సామర్థ్యం బాగా పెరుగుతుందని గుర్తించారు.