ಹಿನ್ನೆಲೆ

ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು 1990 ರ ದಶಕದಿಂದಲೂ ಪುನರ್ಭರ್ತಿ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಿವರ್ಸಿಬಲ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಸೈಕಲ್ ಸ್ಥಿರತೆ. ಲಿಥಿಯಂ ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಗಣನೀಯ ಹೆಚ್ಚಳ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಇತರ ಮೂಲ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಬೇಡಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ, ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಅಪ್‌ಸ್ಟ್ರೀಮ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಕೊರತೆಯು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಹೇರಳವಾಗಿರುವ ಅಂಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೊಸ ಮತ್ತು ಅಗ್ಗದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಒತ್ತಾಯಿಸುತ್ತಿದೆ. . ಕಡಿಮೆ ಬೆಲೆಯ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ. ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯೊಂದಿಗೆ ಬಹುತೇಕ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು, ಆದರೆ ಅದರ ದೊಡ್ಡ ಅಯಾನ್ ತ್ರಿಜ್ಯ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಕಾರಣ, ಜನರು ಲಿಥಿಯಂ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಹೆಚ್ಚು ಒಲವು ತೋರುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಬಹುತೇಕ ಸ್ಥಗಿತಗೊಂಡಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ಶೇಖರಣಾ ಉದ್ಯಮದ ತ್ವರಿತ ಬೆಳವಣಿಗೆಯೊಂದಿಗೆ, ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಂತೆಯೇ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾದ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತೆ ಜನರನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸಿದೆ.'ಗಳ ಗಮನ.

ಲಿಥಿಯಂ, ಸೋಡಿಯಂ ಮತ್ತು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಅಂಶಗಳ ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಾ ಕ್ಷಾರ ಲೋಹಗಳಾಗಿವೆ. ಅವು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ದ್ವಿತೀಯ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಸೋಡಿಯಂ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳು ಬಹಳ ಶ್ರೀಮಂತವಾಗಿವೆ, ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಸರಳವಾಗಿದೆ. ಲಿಥಿಯಂನ ಬದಲಿಯಾಗಿ, ಸೋಡಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಗಮನ ಹರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿತಯಾರಕsಹರಸಾಹಸಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು.ಹೊಸ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುವುದರ ಕುರಿತು ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡುವ ಅಭಿಪ್ರಾಯಗಳು, 14 ನೇ ಪಂಚವಾರ್ಷಿಕ ಯೋಜನೆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಇಂಧನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ನಾವೀನ್ಯತೆ ಯೋಜನೆ, ಮತ್ತು14 ನೇ ಪಂಚವಾರ್ಷಿಕ ಯೋಜನಾ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಇಂಧನ ಶೇಖರಣೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ ಅನುಷ್ಠಾನ ಯೋಜನೆರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಸುಧಾರಣಾ ಆಯೋಗ ಮತ್ತು ನ್ಯಾಷನಲ್ ಎನರ್ಜಿ ಅಡ್ಮಿನಿಸ್ಟ್ರೇಷನ್ ಹೊರಡಿಸಿದ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಂತಹ ಹೊಸ ಪೀಳಿಗೆಯ ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಶಕ್ತಿ ಶೇಖರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೈಗಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಮಾಹಿತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಚಿವಾಲಯ (MIIT) ಸಹ ಹೊಸ ಶಕ್ತಿ ಉದ್ಯಮದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ನಿಲುಭಾರವಾಗಿ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಂತಹ ಹೊಸ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಿದೆ. ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಉದ್ಯಮದ ಮಾನದಂಡಗಳು ಸಹ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿವೆ. ಉದ್ಯಮವು ಹೂಡಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಂತೆ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸರಪಳಿಯು ಕ್ರಮೇಣ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯ ಭಾಗವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.

ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿರುದ್ಧ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ

• ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಕಾರ್ಬನ್ ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಮಾರ್ಪಾಡು ಸ್ಥಳವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
• ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಗ್ರಾಹಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಕಡಿಮೆ ಋಣಾತ್ಮಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕುಗೆ ಒಳಗಾಗದ ತಾಮ್ರದ ಹಾಳೆಯನ್ನು ಬಳಸಬೇಕು. ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು, ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಕಾರಾತ್ಮಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಸೋಡಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ. ತಾಮ್ರದ ಹಾಳೆಗಿಂತ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಫಾಯಿಲ್ ತೂಕ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ.
• ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿ, Na ನ ಕರಗುವಿಕೆ⁺ Li ಗಿಂತ ಸುಮಾರು 30% ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ⁺. ವಿಸರ್ಜನೆಯ ದರವು ಅಧಿಕವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರತಿರೋಧ - ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಇದು ಉತ್ತಮ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಚಾರ್ಜ್ನ ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ದರವು ಅಧಿಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಬಹುದು.
• ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳ ವ್ಯಾಪಕ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಮೊದಲ ಸಾಲಿನಲ್ಲಿರುವ ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹದ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು. ಇದು Na ನಡುವಿನ ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ⁺ (ತ್ರಿಜ್ಯ 0.102nm) ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳು (ತ್ರಿಜ್ಯ 0.05-0.07nm), ಇದು ಅವುಗಳ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ.
• ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ತತ್‌ಕ್ಷಣದ ಶಾಖವು ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ, ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಥರ್ಮಲ್ ರನ್‌ಅವೇ ತಾಪಮಾನವು ಲಿಥಿಯಂ ಬ್ಯಾಟರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿದೆ.
• ಸೋಡಿಯಂ-ಅಯಾನಿನ ದೊಡ್ಡ ತ್ರಿಜ್ಯವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲ್ಪಟ್ಟಾಗ ವಸ್ತು ಛಿದ್ರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಹೀಗಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ಚಲನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಮಗ್ರತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.
• ಸೋಡಿಯಂ ಹೆಚ್ಚು ಗುಣಮಟ್ಟದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (ಲಿಥಿಯಂಗಿಂತ 0.33V ಹೆಚ್ಚಿನದು), ಇದು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸ್ಪರ್ಧಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.

ಇತ್ತೀಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯ ಪ್ರಗತಿ

ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಮೇಲಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಸುಧಾರಿತ ಕೋಬಾಲ್ಟ್-ಮುಕ್ತ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ವಸ್ತು, ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಾಗಿ ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಪಾಲಿಯಾನಿಕ್ ಸಲ್ಫೇಟ್, ಸೋಡಿಯಂನ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ನ್ಯಾನೊ-ಪಿಬಿ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. -ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು, ಸಂಭಾವ್ಯ ವಾಣಿಜ್ಯ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಸಾವಯವ ಆನೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳ ಮೂಲಭೂತ ಸಂಶೋಧನೆ, ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಆನೋಡ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ತವರ-ಆಧಾರಿತ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸಲ್ಫೈಡ್‌ಗಳು, ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ಇಂಗಾಲದ ವಸ್ತುಗಳ ನ್ಯಾನೊ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್, ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ಸಿಟು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಸೋಡಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮಾರ್ಪಾಡು ವಿಧಾನಗಳು, ತಯಾರಿ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂ ಶೇಖರಣಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸುವ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಇದು ಇನ್ನೂ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರವಾಗಿದೆ.