പശ്ചാത്തലം

ഉയർന്ന റിവേഴ്‌സിബിൾ ശേഷിയും സൈക്കിൾ സ്ഥിരതയും കാരണം 1990 മുതൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററികളായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ലിഥിയത്തിൻ്റെ വിലയിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവും ലിഥിയം, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ മറ്റ് അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഡിമാൻഡും, ലിഥിയം ബാറ്ററികൾക്കുള്ള അപ്സ്ട്രീം അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ക്ഷാമം, നിലവിലുള്ള സമൃദ്ധമായ മൂലകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പുതിയതും വിലകുറഞ്ഞതുമായ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സംവിധാനങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ നമ്മെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. . വിലകുറഞ്ഞ സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളാണ് ഏറ്റവും മികച്ച ഓപ്ഷൻ. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുമായി ചേർന്നാണ് സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററി കണ്ടെത്തിയത്, പക്ഷേ അതിൻ്റെ വലിയ അയോൺ ആരവും കുറഞ്ഞ ശേഷിയും കാരണം ആളുകൾ ലിഥിയം വൈദ്യുതി പഠിക്കാൻ കൂടുതൽ ചായ്‌വുള്ളവരാണ്, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററിയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ഏതാണ്ട് സ്തംഭിച്ചു. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെയും ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​വ്യവസായത്തിൻ്റെയും ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വളർച്ചയോടെ, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ അതേ സമയം നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ട സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററി വീണ്ടും ആളുകളെ ആകർഷിച്ചു.'യുടെ ശ്രദ്ധ.

ലിഥിയം, സോഡിയം, പൊട്ടാസ്യം എന്നിവയെല്ലാം മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളാണ്. അവയ്ക്ക് സമാനമായ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ സിദ്ധാന്തത്തിൽ ദ്വിതീയ ബാറ്ററി സാമഗ്രികളായി ഉപയോഗിക്കാം. സോഡിയം വിഭവങ്ങൾ വളരെ സമ്പന്നമാണ്, ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ വ്യാപകമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതും വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ ലളിതവുമാണ്. ലിഥിയത്തിന് പകരമായി സോഡിയം ബാറ്ററി ഫീൽഡിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ബാറ്ററിനിർമ്മാതാവ്sസ്ക്രാംബിൾസോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ സാങ്കേതിക മാർഗം സമാരംഭിക്കുന്നതിന്.ന്യൂ എനർജി സ്റ്റോറേജിൻ്റെ വികസനം ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള മാർഗനിർദേശങ്ങൾ, 14-ാം പഞ്ചവത്സര പദ്ധതി കാലയളവിൽ ഊർജ്ജ മേഖലയിൽ ശാസ്ത്രീയവും സാങ്കേതികവുമായ നവീകരണ പദ്ധതി, ഒപ്പം14-ാം പഞ്ചവത്സര പദ്ധതി കാലയളവിൽ പുതിയ ഊർജ്ജ സംഭരണം വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പദ്ധതി നടപ്പിലാക്കൽനാഷണൽ ഡെവലപ്‌മെൻ്റ് ആൻഡ് റിഫോം കമ്മീഷനും നാഷണൽ എനർജി അഡ്മിനിസ്‌ട്രേഷനും പുറപ്പെടുവിച്ച സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ പോലുള്ള ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഒരു പുതിയ തലമുറ വികസിപ്പിക്കാൻ പരാമർശിച്ചിട്ടുണ്ട്. വ്യവസായ, വിവരസാങ്കേതിക മന്ത്രാലയവും (MIIT) പുതിയ ഊർജ്ജ വ്യവസായത്തിൻ്റെ വികസനത്തിനായി സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ പോലുള്ള പുതിയ ബാറ്ററികൾ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു. സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കായുള്ള വ്യവസായ മാനദണ്ഡങ്ങളും പ്രവർത്തനത്തിലാണ്. വ്യവസായം നിക്ഷേപം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും സാങ്കേതികവിദ്യ പക്വമാവുകയും വ്യാവസായിക ശൃംഖല ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുകയും ചെയ്യുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഉയർന്ന വിലയുള്ള പ്രകടനമുള്ള സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററി ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി വിപണിയുടെ ഒരു ഭാഗം കൈവശപ്പെടുത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററിയും ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയും

• സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ കാർബൺ നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിന് ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വിലയും വലിയ പരിഷ്ക്കരണ സ്ഥലവുമുണ്ട്.
• സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിനായി അലുമിനിയം ഫോയിൽ ഒരു കറൻ്റ് കളക്ടറായി ഉപയോഗിക്കാം. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് കുറഞ്ഞ നെഗറ്റീവ് ശേഷിയാണുള്ളത്, തുരുമ്പെടുക്കാത്ത കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉപയോഗിക്കണം. മറുവശത്ത്, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ഉയർന്ന നെഗറ്റീവ് ശേഷിയുണ്ട്, അതിനാൽ അവ സോഡിയവുമായി അലോയ് ചെയ്യുന്നില്ല. അലൂമിനിയം ഫോയിൽ ചെമ്പ് ഫോയിലിനേക്കാൾ ഭാരവും വിലയും കുറവാണ്.
• ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൽ, Na യുടെ ലയിക്കുന്നു⁺ Li-യേക്കാൾ 30% കുറവാണ്⁺. പിരിച്ചുവിടൽ നിരക്ക് ഉയർന്നതാണ്, ഇലക്ട്രോഡിലെ ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ പ്രതിരോധം - ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഇൻ്റർഫേസ് ചെറുതാണ്, ഇത് മികച്ച ഇലക്ട്രോഡ് ഡൈനാമിക്സ് നൽകുന്നു. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിലും താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിലും സോഡിയം-അയോൺ ചാർജിൻ്റെ ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക് ഉയർന്നതാണ്, താഴ്ന്ന താപനില പ്രകടനം മികച്ചതാണ്, അത് വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.
• സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വിശാലമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പുണ്ട്. ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ ആദ്യ നിരയിലെ മിക്കവാറും എല്ലാ പരിവർത്തന ലോഹ ഘടകങ്ങളും സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ ഉപയോഗിക്കാം. Na തമ്മിലുള്ള വലിയ വലിപ്പ വ്യത്യാസമാണ് ഇതിന് കാരണം⁺ (ആരം 0.102nm), ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ അയോണുകൾ (ആരം 0.05-0.07nm), ഇത് അവയുടെ വേർപിരിയലിന് അനുകൂലമാണ്.
• സോഡിയം അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, തൽക്ഷണ ചൂട് കുറവാണ്, താപനില ഉയരുന്നത് മന്ദഗതിയിലാണ്, താപ റൺവേ താപനില ലിഥിയം ബാറ്ററിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, അതിനാൽ സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററി സുരക്ഷിതമാണ്.
• സോഡിയം-അയോണിൻ്റെ വലിയ ആരം ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ മെറ്റീരിയൽ വിള്ളലിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം, അങ്ങനെ ബാറ്ററിയുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള ചലനാത്മക പ്രകടനത്തെയും ഇലക്ട്രോഡിൻ്റെ സമഗ്രതയെയും ബാധിക്കുന്നു.
• സോഡിയത്തിന് വളരെ ഉയർന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഇലക്ട്രോഡ് പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉണ്ട് (ലിഥിയത്തേക്കാൾ 0.33V ഉയർന്നത്), ഇത് കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുകയും വൈദ്യുതി മേഖലയിൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുമായി മത്സരിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണ പുരോഗതി

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണത്തിൽ സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള നൂതന കോബാൾട്ട് രഹിത കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ പോസിറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡിനായി കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള പോളിയാനോണിക് സൾഫേറ്റ്, സോഡിയത്തിൻ്റെ പോസിറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന നാനോ-പിബി സംയുക്തങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. -അയൺ ബാറ്ററികൾ, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള ഓർഗാനിക് ആനോഡ് മെറ്റീരിയലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള അടിസ്ഥാന ഗവേഷണം, വാണിജ്യാവശ്യങ്ങൾക്കുള്ള സാധ്യതകൾ, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള ആനോഡ് മെറ്റീരിയലായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ടിൻ-അധിഷ്ഠിത മെറ്റൽ ഓക്സൈഡുകൾ, സൾഫൈഡുകൾ, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ നൂതന കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ നാനോ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, പ്രയോഗം. സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിലെ അഡ്വാൻസ്ഡ് ഇൻ സിറ്റു സ്വഭാവം. പൊതുവേ, സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള മത്സരക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി പരിഷ്‌ക്കരണ മാർഗ്ഗങ്ങൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക, തയ്യാറെടുപ്പ് രീതികൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുക, സോഡിയം സംഭരണ ​​സംവിധാനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക തുടങ്ങിയ വശങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ നേടുന്നത് ഇപ്പോഴും ഒരു ഗവേഷണ ഹോട്ട്‌സ്‌പോട്ടാണ്.