इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट की मोटाई का सभी ठोस-राज्य बैटरी प्रदर्शन पर प्रभाव, जो सैंड समीकरण के साथ विश्लेषित किया गया

ऊर्जा रूपांतरण और भंडारण हमारी समाज के लिए बड़ी चुनौतियाँ हैं। जलने वाले तरल इलेक्ट्रोलाइट पर आधारित लिथियम (Li)-आयन प्रौद्योगिकी द्वारा की गई प्रगति के बावजूद, उनकी अंतर्निहित अस्थिरता बड़े पैमाने पर अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत सुरक्षा मुद्दा है। ठोस पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट (SPEs) का उपयोग सुरक्षा और ऊर्जा घनत्व के दृष्टिकोण से एक उचित समाधान है। बैटरियों की ऊर्जा घनत्व (अनु. विशेष ऊर्जा) बढ़ाने के लिए, सकारात्मक इलेक्ट्रोड की मोटाई बढ़ानी होगी। हालाँकि, Li-ion तरल इलेक्ट्रोलाइट के मामले में, SPEs का कैशनिक ट्रांसफर संख्या कम है, आमतौर पर 0.2 से नीचे, जो बैटरी के सम्पूर्ण भाग में मजबूत सांद्रता ग्रेडियंट के निर्माण के कारण उनकी शक्ति प्रदर्शन को सीमित करता है। ऊर्जा घनत्व और शक्ति के बीच एक समझौता खोजा जाना चाहिए। इस अध्ययन का लक्ष्य चार्ज परिवहन मापदंडों के आधार पर SPE और सकारात्मक इलेक्ट्रोड की मोटाई को अनुकूलित करने के लिए एक सरल विधि का प्रस्ताव करना है, जो प्रभावी सीमित Li+ विवर्तनांक को निर्धारित करने की अनुमति देता है। पहले, हम बैटरी शक्ति प्रदर्शन को तेजी से स्थापित करने के लिए एक प्रभावी विधि विकसित करते हैं, फिर सैंड सिद्धांत पर आधारित एक दृष्टिकोण का उपयोग करके, हम सीमित धारिता घनत्व निर्धारित करते हैं जो वर्तमान घनत्व के कार्य के रूप में क्षमता की एक अद्वितीय मातृ वक्र प्राप्त करने की अनुमति देता है, चाहे इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट की मोटाई कुछ भी हो। अंततः, प्रभावी सीमित विवर्तनांक प्राप्त किया जाता है जो वापस से इलेक्ट्रोलाइट की मोटाई के आधार पर सबसे अच्छा इलेक्ट्रोड डिजाइन करने की अनुमति देता है।