سے محققینٹیکنیکل یونیورسٹی آف میونخ(TUM) اورآر ڈبلیو ٹی ایچ ایچن یونیورسٹیجرمنی میں ہائی انرجی سوڈیم آئن بیٹریوں (SIBs) کی برقی کارکردگی کا موازنہ جدید ترین ہائی انرجی لیتھیم آئن بیٹری (LIBs) کے ساتھ لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LFP) کیتھوڈ سے کیا ہے۔

ٹیم نے پایا کہ چارج کی حالت اور درجہ حرارت LIBs کے مقابلے نبض کی مزاحمت اور SIBs کی رکاوٹ پر زیادہ اثر ڈالتے ہیں، جو ڈیزائن کے انتخاب پر اثر انداز ہو سکتے ہیں اور تجویز کرتے ہیں کہ SIBs کو کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے زیادہ نفیس درجہ حرارت اور چارج مینجمنٹ سسٹم کی ضرورت ہو سکتی ہے، خاص طور پر کم چارج کی سطح پر۔

• نبض کی مزاحمت کی مزید وضاحت کرنے کے لیے: اصطلاح سے مراد یہ ہے کہ جب اچانک بجلی کی طلب کا اطلاق ہوتا ہے تو بیٹری کا وولٹیج کتنا گرتا ہے۔ لہذا، تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ سوڈیم آئن بیٹریاں لیتھیم آئن بیٹریوں کے مقابلے میں چارج لیول اور درجہ حرارت سے زیادہ متاثر ہوتی ہیں۔

تحقیق:

"سوڈیم آئن بیٹریاں [SIBs] کو عام طور پر LIBs کے متبادل کے طور پر دیکھا جاتا ہے،" سائنسدانوں نے کہا۔ "اس کے باوجود، سوڈیم اور لیتھیم کے الیکٹرو کیمیکل رویے میں فرق کو انوڈ اور کیتھوڈ دونوں پر موافقت کی ضرورت ہوتی ہے۔ جبکہ لیتھیم آئن بیٹریوں کے لیے [LIBs] عام طور پر گریفائٹ کو انوڈ مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، SIBs کے لیے سخت کاربن فی الحال SIBs کے لیے سب سے زیادہ امید افزا مواد کے طور پر دیکھا جاتا ہے۔"

انہوں نے یہ بھی وضاحت کی کہ ان کے کام کا مقصد تحقیق میں خلا کو پُر کرنا تھا، کیونکہ مختلف درجہ حرارت اور اسٹیٹ آف چارجز (SOCs) کے حوالے سے SIBs کے برقی رویے کے بارے میں ابھی بھی علم کی کمی ہے۔

تحقیقی ٹیم نے خاص طور پر 10 ڈگری سینٹی گریڈ سے 45 ڈگری سینٹی گریڈ کے درجہ حرارت پر برقی کارکردگی کی پیمائش کی اور مختلف درجہ حرارت پر فل سیل کی اوپن سرکٹ وولٹیج کی پیمائش کے ساتھ ساتھ 25 سینٹی گریڈ پر متعلقہ خلیات کی نصف سیل کی پیمائش کی۔

"مزید برآں، ہم نے براہ راست کرنٹ ریزسٹنس (R DC) اور galvanostatic electrochemical impedance spectroscopy (GEIS) دونوں پر درجہ حرارت اور SOC کے اثر و رسوخ کی چھان بین کی،" اس نے وضاحت کی۔ "متحرک حالات میں قابل استعمال صلاحیت، قابل استعمال توانائی، اور توانائی کی کارکردگی کو جانچنے کے لیے، ہم نے مختلف درجہ حرارت پر لوڈ کی مختلف شرحوں کو لاگو کرکے شرح کی صلاحیت کے ٹیسٹ کیے ہیں۔"

محققین نے ایک لتیم آئن بیٹری، نکل مینگنیج آئرن کیتھوڈ کے ساتھ سوڈیم آئن بیٹری، اور ایل ایف پی کیتھوڈ کے ساتھ لتیم آئن بیٹری کی پیمائش کی۔ تینوں نے وولٹیج ہسٹریسس دکھایا، یعنی ان کے اوپن سرکٹ وولٹیج چارجنگ اور ڈسچارج کے درمیان مختلف تھے۔

"دلچسپ بات یہ ہے کہ، SIBs کے لیے، ہسٹریسس بنیادی طور پر کم SOCs پر ہوتا ہے، جو کہ نصف سیل کی پیمائش کے مطابق، ممکنہ طور پر سخت کاربن انوڈ کی وجہ سے ہوتا ہے،" ماہرین تعلیم نے زور دیا۔ "LIB کا R DC اور مائبادا SOC پر بہت کم انحصار ظاہر کرتا ہے۔ اس کے برعکس، SIBs کے لیے، R DC اور مائبادی SOCs میں 30% سے کم میں نمایاں طور پر بڑھتے ہیں، جب کہ اعلی SOCs کا الٹا اثر ہوتا ہے اور R DC اور مائبادی کی قدریں کم ہوتی ہیں۔"

مزید یہ کہ، انہوں نے یہ معلوم کیا کہ R_DC کا درجہ حرارت کا انحصار اور مائبادا SIBs کے لیے LIBs سے زیادہ ہے۔ "LIB ٹیسٹ راؤنڈ ٹرپ کی کارکردگی پر SOC کا کوئی خاص اثر نہیں دکھاتے ہیں۔ اس کے برعکس، SIBs کو 50% سے 100% SOC تک سائیکل چلانے سے کارکردگی کے نقصانات کو 0% سے 50% تک سائیکلنگ کے مقابلے میں آدھے سے زیادہ کم کیا جا سکتا ہے،" انہوں نے مزید وضاحت کرتے ہوئے کہا کہ SOC کی کارکردگی زیادہ ہوتی ہے جب SOC سیلز کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ کم SOC رینج کے مقابلے میں رینج۔