પૃષ્ઠભૂમિ

લિથિયમ-આયન બેટરીઓ તેમની ઊંચી ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા અને ચક્ર સ્થિરતાને કારણે 1990ના દાયકાથી રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરી તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. લિથિયમની કિંમતમાં નોંધપાત્ર વધારો અને લિથિયમ અને લિથિયમ-આયન બેટરીના અન્ય મૂળભૂત ઘટકોની વધતી માંગ સાથે, લિથિયમ બેટરી માટે અપસ્ટ્રીમ કાચા માલની વધતી જતી અછત અમને હાલના વિપુલ તત્વોના આધારે નવી અને સસ્તી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સિસ્ટમ્સ શોધવા માટે મજબૂર કરી રહી છે. . ઓછી કિંમતની સોડિયમ-આયન બેટરી શ્રેષ્ઠ વિકલ્પ છે. સોડિયમ-આયન બેટરી લગભગ લિથિયમ-આયન બેટરી સાથે મળીને મળી આવી હતી, પરંતુ તેની મોટી આયન ત્રિજ્યા અને ઓછી ક્ષમતાને કારણે, લોકો લિથિયમ વીજળીનો અભ્યાસ કરવા માટે વધુ વલણ ધરાવે છે, અને સોડિયમ-આયન બેટરી પર સંશોધન લગભગ અટકી ગયું છે. તાજેતરના વર્ષોમાં ઇલેક્ટ્રિક વાહનો અને ઊર્જા સંગ્રહ ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસ સાથે, સોડિયમ-આયન બેટરી, જે તે જ સમયે લિથિયમ-આયન બેટરી તરીકે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી, તેણે ફરીથી લોકોને આકર્ષ્યા છે.'નું ધ્યાન.

તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાં લિથિયમ, સોડિયમ અને પોટેશિયમ એ તમામ આલ્કલી ધાતુઓ છે. તેઓ સમાન ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે અને સિદ્ધાંતમાં ગૌણ બેટરી સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. સોડિયમ સંસાધનો ખૂબ જ સમૃદ્ધ છે, પૃથ્વીના પોપડામાં વ્યાપકપણે વિતરિત અને કાઢવા માટે સરળ છે. લિથિયમના વિકલ્પ તરીકે, બેટરી ક્ષેત્રમાં સોડિયમ પર વધુ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે. બેટરીઉત્પાદકsરખડવુંસોડિયમ-આયન બેટરીનો ટેક્નોલોજી રૂટ શરૂ કરવા માટે.નવી ઉર્જા સંગ્રહના વિકાસને વેગ આપવા પર માર્ગદર્શક અભિપ્રાયો, 14મી પંચવર્ષીય યોજના સમયગાળા દરમિયાન ઉર્જા ક્ષેત્રમાં વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી નવીનતા યોજના, અને14મી પંચવર્ષીય યોજનાના સમયગાળા દરમિયાન નવા ઉર્જા સંગ્રહના વિકાસ માટે અમલીકરણ યોજનાનેશનલ ડેવલપમેન્ટ એન્ડ રિફોર્મ કમિશન દ્વારા જારી કરાયેલ અને નેશનલ એનર્જી એડમિનિસ્ટ્રેશને સોડિયમ-આયન બેટરી જેવી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઊર્જા સંગ્રહ તકનીકોની નવી પેઢી વિકસાવવાનો ઉલ્લેખ કર્યો છે. ઉદ્યોગ અને માહિતી પ્રૌદ્યોગિકી મંત્રાલય (MIIT) એ પણ નવા ઊર્જા ઉદ્યોગના વિકાસ માટે સોડિયમ-આયન બેટરી જેવી નવી બેટરીઓને બેલાસ્ટ તરીકે પ્રોત્સાહન આપ્યું છે. સોડિયમ-આયન બેટરી માટેના ઉદ્યોગના ધોરણો પણ કામમાં છે. એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે જેમ જેમ ઉદ્યોગ રોકાણમાં વધારો કરે છે, ટેક્નોલોજી પરિપક્વ બને છે અને ઔદ્યોગિક સાંકળમાં ધીમે ધીમે સુધારો થાય છે, ઊંચી કિંમતની કામગીરી સાથે સોડિયમ-આયન બેટરી લિથિયમ-આયન બેટરી બજારનો એક ભાગ કબજે કરે તેવી અપેક્ષા છે.

સોડિયમ-આયન બેટરી વિરુદ્ધ લિથિયમ-આયન બેટરી

• સોડિયમ-આયન બેટરીના કાર્બન નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડની કિંમત ઓછી હોય છે અને ગ્રેફાઇટની સરખામણીમાં મોટા ફેરફારની જગ્યા હોય છે.
• એલ્યુમિનિયમ ફોઇલનો ઉપયોગ સોડિયમ-આયન બેટરીના હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ માટે વર્તમાન કલેક્ટર તરીકે થઈ શકે છે. લિથિયમ-આયન બેટરીઓ ઓછી નકારાત્મક ક્ષમતા ધરાવે છે અને કોપર ફોઇલનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે જે કાટ નથી. બીજી બાજુ, સોડિયમ-આયન બેટરીઓ ઊંચી નકારાત્મક ક્ષમતા ધરાવે છે, તેથી તેઓ સોડિયમ સાથે મિશ્રણ કરતી નથી. એલ્યુમિનિયમ ફોઇલ કોપર ફોઇલ કરતાં વજન અને કિંમતમાં ઓછું છે.
• ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં, Na ની દ્રાવ્યતા⁺ લિ કરતાં લગભગ 30% ઓછું છે⁺. વિસર્જન દર ઊંચો છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ - ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસ પર ચાર્જ ટ્રાન્સફર પ્રતિકાર નાનો છે, જે વધુ સારી ઇલેક્ટ્રોડ ગતિશીલતા પ્રદાન કરે છે. તેથી, ઉચ્ચ તાપમાન અને નીચા તાપમાને સોડિયમ-આયન ચાર્જનો ડિસ્ચાર્જ દર વધારે છે, અને નીચા તાપમાનની કામગીરી ઉત્તમ છે, અને તે ઝડપથી ચાર્જ થઈ શકે છે.
• સોડિયમ-આયન બેટરીમાં હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની વ્યાપક પસંદગી હોય છે. સામયિક કોષ્ટકની પ્રથમ હરોળમાં લગભગ તમામ સંક્રમણ ધાતુ તત્વોનો ઉપયોગ સોડિયમ-આયન બેટરીમાં થઈ શકે છે. આ Na વચ્ચેના મોટા કદના તફાવતને કારણે છે⁺ (ત્રિજ્યા 0.102nm) અને સંક્રમણ મેટલ આયનો (ત્રિજ્યા 0.05-0.07nm), જે તેમના વિભાજન માટે અનુકૂળ છે.
• સોડિયમ-આયન બેટરીનો આંતરિક પ્રતિકાર લિથિયમ-આયન બેટરી કરતા વધારે છે. શોર્ટ સર્કિટના કિસ્સામાં, તાત્કાલિક ગરમી ઓછી હોય છે, તાપમાનમાં વધારો ધીમો હોય છે અને થર્મલ રનઅવે તાપમાન લિથિયમ બેટરી કરતા વધારે હોય છે, તેથી સોડિયમ-આયન બેટરી વધુ સુરક્ષિત છે.
• સોડિયમ-આયનની મોટી ત્રિજ્યા જ્યારે તેને ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે ત્યારે તે સામગ્રીના ભંગાણ તરફ દોરી શકે છે, આમ બેટરીના એકંદર ગતિશીલ પ્રભાવ અને ઇલેક્ટ્રોડની અખંડિતતાને અસર કરે છે.
• સોડિયમમાં ઘણી ઊંચી પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત (લિથિયમ કરતાં 0.33V વધુ) છે, પરિણામે ઊર્જાની ઘનતા ઓછી થાય છે અને પાવર સેક્ટરમાં લિથિયમ-આયન બેટરી સાથે સ્પર્ધા કરવી મુશ્કેલ બને છે.

નવીનતમ સંશોધન પ્રગતિ

તાજેતરના વર્ષોમાં, સોડિયમ-આયન બેટરીઓ પરના સંશોધનમાં સોડિયમ-આયન બેટરી માટે અદ્યતન કોબાલ્ટ-મુક્ત કેથોડ સામગ્રી, સોડિયમ-આયન બેટરીના હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ માટે ઓછી કિંમતની પોલિઆનિયોનિક સલ્ફેટ, સોડિયમના હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં વપરાતા નેનો-પીબી સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે. -આયન બેટરીઓ, સોડિયમ-આયન બેટરીઓ માટે સંભવિત વાણિજ્યિક એપ્લિકેશનો માટે કાર્બનિક એનોડ સામગ્રી પર મૂળભૂત સંશોધન, સોડિયમ-આયન બેટરી માટે એનોડ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા ટીન-આધારિત મેટલ ઓક્સાઇડ અને સલ્ફાઇડ્સ, સોડિયમ-આયન બેટરીમાં અદ્યતન કાર્બન સામગ્રીનું નેનોએન્જિનિયરિંગ, અને એપ્લિકેશન સોડિયમ-આયન બેટરીના અભ્યાસમાં સિટુ પાત્રાલેખનમાં અદ્યતન. સામાન્ય રીતે, સોડિયમ-આયન બેટરીની એકંદર સ્પર્ધાત્મકતામાં સુધારો કરવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ મોડિફિકેશન અર્થ, તૈયારીની પદ્ધતિઓ સુધારવા અને સોડિયમ સ્ટોરેજ મિકેનિઝમની શોધખોળ જેવા પાસાઓમાંથી ઉચ્ચ પ્રદર્શન હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી મેળવવા માટે તે હજી પણ સંશોધન હોટસ્પોટ છે.