यो स्पष्ट छ कि नयाँ ऊर्जा क्षेत्रको लागि सीमा अपेक्षा गरिएको भन्दा बढी छ, पूँजी अझै पनि भित्रिरहेको छ, अर्को "समकालीन एम्पेरेक्स टेक्नोलोजी" वा "BYD" को खोजीमा देखिन्छ।
अवलोकन
सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू ("सोडियम ब्याट्रीहरू" भनेर चिनिन्छ) एक प्रकारको रिचार्जेबल ब्याट्री हो जुन चार्ज र डिस्चार्जको समयमा क्याथोड र एनोड बीच सोडियम आयनहरू शटल गरेर सञ्चालन हुन्छ। तिनीहरूको काम गर्ने सिद्धान्त र संरचना व्यापक रूपमा प्रयोग हुने लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू जस्तै छ।
सोडियम र लिथियम दुवै तत्वहरूको एउटै समूहमा पर्छन् र समान "रकिंग चेयर" इलेक्ट्रोकेमिकल चार्जिङ र डिस्चार्जिङ व्यवहार प्रदर्शन गर्छन्। सोडियम-आयन ब्याट्रीको चार्जिङ प्रक्रियाको क्रममा, सोडियम आयनहरू क्याथोडबाट अलग हुन्छन् र एनोडमा सम्मिलित हुन्छन् जबकि इलेक्ट्रोनहरू बाह्य सर्किटबाट यात्रा गर्छन्। एनोडमा जति धेरै सोडियम आयनहरू सम्मिलित हुन्छन्, चार्जिङ क्षमता त्यति नै उच्च हुन्छ। यसको विपरीत, डिस्चार्जिङको समयमा, सोडियम आयनहरू एनोडबाट क्याथोडमा फर्कन्छन्, धेरै सोडियम आयनहरू पछाडि सर्दा डिस्चार्ज क्षमता बढ्छ।
कार्य सिद्धान्त
सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको काम गर्ने सिद्धान्त लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू जस्तै छ, जसमा चार्ज स्थानान्तरण प्राप्त गर्न सोडियम आयनहरूको सम्मिलन र निकासी समावेश हुन्छ। डिस्चार्जको समयमा, सोडियम आयनहरू एनोड सामग्रीबाट बाहिर निस्कन्छन् र क्याथोड सामग्रीमा प्रवेश गर्छन्, इलेक्ट्रोनहरू एनोडबाट क्याथोडमा बग्छन्, जसले ऊर्जा छोड्छन्।
चार्जिङको क्रममा, सोडियम आयनहरू क्याथोड सामग्रीबाट अलग हुन्छन् र इलेक्ट्रोलाइट मार्फत एनोड सामग्रीमा सर्छन्, जबकि इलेक्ट्रोनहरू बाह्य सर्किट मार्फत एनोड सामग्रीमा प्रवाहित हुन्छन्। आदर्श रूपमा, चार्जिङ र डिस्चार्जिङको समयमा आयनहरूको सम्मिलन र निकासीले सामग्रीको संरचना परिवर्तन गर्नु हुँदैन वा इलेक्ट्रोलाइटसँग साइड प्रतिक्रियाहरू निम्त्याउनु हुँदैन। यद्यपि, हालको प्रविधिले सोडियम आयनहरूको ठूलो त्रिज्याको कारणले चुनौतीहरूको सामना गर्दछ, जसले आयन सम्मिलनको समयमा सामग्री संरचना परिवर्तन गर्दछ, परिणामस्वरूप चक्र प्रदर्शन र स्थिरतामा कमी आउँछ।
फाइदाहरू
ऊर्जा घनत्व:सोडियम-आयन ब्याट्री सेलहरूको ऊर्जा घनत्व सामान्यतया १००-१५० Wh/kg हुन्छ, जबकि लिथियम-आयन ब्याट्री सेलहरू सामान्यतया १२०-२०० Wh/kg सम्म हुन्छन्, उच्च-निकेल टर्नरी प्रणालीहरू २०० Wh/kg भन्दा बढी हुन्छन्। यद्यपि सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूमा हाल टर्नरी लिथियम ब्याट्रीहरूको तुलनामा कम ऊर्जा घनत्व छ, तिनीहरूले लिथियम आइरन फस्फेट ब्याट्रीहरू (१२०-२०० Wh/kg) र लिड-एसिड ब्याट्रीहरू (३०-५० Wh/kg) को ऊर्जा घनत्व दायरालाई आंशिक रूपमा ओभरल्याप वा कभर गर्न सक्छन्।
सञ्चालन तापमान दायरा र सुरक्षा:सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू सामान्यतया -४०°C देखि ८०°C सम्मको फराकिलो तापक्रम दायरामा सञ्चालन हुन्छन्। यसको विपरीत, टर्नरी लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू सामान्यतया -२०°C र ६०°C बीचमा सञ्चालन हुन्छन्, जसको कार्यसम्पादन ०°C भन्दा कम हुन्छ। सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूले -२०°C मा ८०% भन्दा बढी चार्जको अवस्था (SOC) कायम राख्न सक्छन्। थप रूपमा, उच्च आन्तरिक प्रतिरोधको कारण, सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू सर्ट सर्किटको समयमा कम तताउने सम्भावना हुन्छ, जसले लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको तुलनामा बढी सुरक्षा प्रदान गर्दछ।
प्रदर्शन दर:सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूको चार्ज र डिस्चार्ज दर प्रदर्शन इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेसमा सोडियम आयनहरूको माइग्रेसन क्षमतासँग प्रत्यक्ष रूपमा सम्बन्धित छ। आयन माइग्रेसन गतिलाई असर गर्ने कारकहरूले ब्याट्रीको दर प्रदर्शनलाई असर गर्छ। थप रूपमा, उच्च-दर चार्जिङ र डिस्चार्जिङको समयमा सुरक्षा र आयुको लागि आन्तरिक ताप अपव्यय दर महत्त्वपूर्ण छ। तिनीहरूको क्रिस्टल संरचनाको लागि धन्यवाद, सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूले राम्रो दर प्रदर्शन प्रदर्शन गर्छन्, जसले गर्दा तिनीहरूलाई ऊर्जा भण्डारण र ठूलो मात्रामा पावर आपूर्ति अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ।
चार्ज गर्ने गति:सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू लगभग १० मिनेटमा पूर्ण रूपमा चार्ज गर्न सकिन्छ, जबकि टर्नरी लिथियम ब्याट्रीहरूलाई कम्तिमा ४० मिनेट र लिथियम आइरन फस्फेट ब्याट्रीहरूलाई लगभग ४५ मिनेट लाग्छ।
उद्योग वर्गीकरण
सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू विभिन्न प्रकारका हुन्छन्, जसमा सोडियम-सल्फर ब्याट्रीहरू, सोडियम-नुन ब्याट्रीहरू, सोडियम-एयर ब्याट्रीहरू, जलीय सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू, जैविक सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू, र ठोस-अवस्था सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू समावेश छन्।
ऊर्जा भण्डारण क्षेत्रमा, व्यावसायिक रूपमा प्रयोग गरिने प्राथमिक सोडियम ब्याट्रीहरूमा उच्च-तापमान सोडियम-सल्फर ब्याट्रीहरू र ठोस इलेक्ट्रोलाइट प्रणालीहरूमा आधारित सोडियम-धातु क्लोराइड ब्याट्रीहरू समावेश छन्। यी प्रणालीहरूले सक्रिय एनोड सामग्रीको रूपमा धातु सोडियम प्रयोग गर्छन्, जसलाई अझ सही रूपमा सोडियम ब्याट्री भनिन्छ। सामान्यतया, सोडियम-आयन ब्याट्री शब्दले पछिल्ला तीन प्रकारहरूलाई जनाउँछ।
सोडियम-सल्फर ब्याट्रीहरू:यसमा पग्लिएको तरल सोडियमलाई एनोडको रूपमा र एलिमेन्टल सल्फरलाई क्याथोडको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, ठोस सिरेमिक Al2O3 लाई इलेक्ट्रोलाइट र विभाजकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। सोडियम-सल्फर ब्याट्रीहरूमा उच्च विशिष्ट ऊर्जा हुन्छ।
सोडियम-नुन ब्याट्रीहरू:यिनीहरूले एनोडको रूपमा तरल सोडियम र क्याथोडको रूपमा धातु क्लोराइड पदार्थहरू प्रयोग गर्छन्, जसमा Na+ कन्डक्टर Al2O3 सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइटको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
सोडियम-एयर ब्याट्रीहरू:क्याथोडले सामान्यतया छिद्रपूर्ण सामग्रीहरू प्रयोग गर्दछ, जसले ग्यास प्रसारको लागि मार्गहरू र सामग्रीको छिद्रपूर्णताको कारणले इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाहरूको लागि साइटहरू प्रदान गर्दछ।
अर्गानिक सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू:यिनीहरूले एनोडको लागि कडा कार्बन वा सोडियम-इन्टरकलेटेड सामग्रीहरू प्रयोग गर्छन्, जसमा ट्रान्जिसन मेटल अक्साइडहरू र पोलिएनियोनिक यौगिकहरू सहित क्याथोड सामग्रीहरू हुन्छन्।
जलीय सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू:अर्गानिक इलेक्ट्रोलाइट ब्याट्रीहरूको तुलनामा, जलीय सोडियम-आयन ब्याट्रीहरूले फरक-फरक इलेक्ट्रोलाइटहरू प्रयोग गर्छन्, जसले उच्च सुरक्षा प्रदर्शन प्रदान गर्दछ।
