Sodium-ion battery
સોડિયમ-આયન બેટરીઓ (એન. આઈ. બી. અથવા એસ. આઈ. બી.) વિવિધ પ્રકારની રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીઓ છે, જે તેના ચાર્જ વાહક તરીકે સોડિયમ આયનોનો (એન. એ. +) ઉપયોગ કરે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, તેનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત અને કોષની રચના લિથિયમ-આયન બેટરી (એલ. આઈ. બી.) પ્રકારો જેવી જ હોય છે, પરંતુ તે લિથિયમને કેથોડ સામગ્રી તરીકે સોડિયમ સાથે બદલે છે, જે લિથિયમ જેવા સામયિક કોષ્ટકમાં સમાન જૂથ સાથે સંબંધિત છે અને આમ સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. અન્ય કિસ્સાઓમાં, જલીય ના-આયન બેટરીઓ લી-આયન બેટરીઓથી તદ્દન અલગ હોય છે. અસમાન ભૌગોલિક વિતરણ, ઉચ્ચ પર્યાવરણીય અસર અને લિથિયમ-આયન બેટરીઓ માટે જરૂરી ઘણી સામગ્રીની ઊંચી કિંમતને કારણે 2010 અને 2020ના દાયકામાં એસ. આઈ. બી. ને શૈક્ષણિક અને વ્યાવસાયિક રસ મળ્યો હતો. સોડિયમનો એક સ્પષ્ટ ફાયદો તેની કુદરતી વિપુલતા છે, ખાસ કરીને ખારા પાણીમાં. કોબાલ્ટ, તાંબુ અને નિકલ ઘણી પ્રકારની સોડિયમ-આયન બેટરીઓ માટે જરૂરી નથી અને વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં આયર્ન આધારિત સામગ્રી Na + બેટરીઓમાં સારી રીતે કામ કરે છે, ભલે તે Li + બેટરીઓ માટે યોગ્ય ન હોય. આ તફાવત લી + ની સરખામણીમાં ના + ની મોટી આયનીય ત્રિજ્યાને કારણે છે, જે ક્ષાર ધાતુ અને સંક્રમણ ધાતુના આયનો વચ્ચે સ્થાન-વિનિમયને અટકાવે છે. તે જ સમયે, Na + ની મોટી આયનીય ત્રિજ્યા સ્ફટિક જાળીની અંદર આ આયનની ધીમી ગતિમાં પરિણમે છે. ઉદાહરણ તરીકે, NaFeSO4F માં Na + નું વિનિમય એ LiFeSO4F માં Li + કરતા ધીમી તીવ્રતાના ક્રમ છે, તેમ છતાં બંને સ્ફટિકો સમાન ટેવોરાઇટ માળખું ધરાવે છે. એસ. આઈ. બી. ને અપનાવવા માટેના અન્ય પડકારોમાં ઓછી ઊર્જાની ઘનતા અને ટૂંકા ચક્ર જીવનનો સમાવેશ થાય છે. સોડિયમ-આયન બેટરી પેકનો ઉપયોગ કરતા ઇલેક્ટ્રિક વાહનો હજુ સુધી વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ નથી. જોકે, વિશ્વની સૌથી મોટી બેટરી ઉત્પાદક સી. એ. ટી. એલ. એ 2022માં એસ. આઈ. બી. નું મોટા પાયે ઉત્પાદન શરૂ કરવાની જાહેરાત કરી હતી. ફેબ્રુઆરી 2023 માં, ચાઇનીઝ હાઈના બેટરી ટેક્નોલોજી કંપની, લિમિટેડે પ્રથમ વખત ઇલેક્ટ્રિક ટેસ્ટ કારમાં 140 Wh/કિલોગ્રામ સોડિયમ-આયન બેટરી મૂકી, અને ઊર્જા સંગ્રહ ઉત્પાદક પાયલોનટેકે TUV રાઇનલેન્ડ પાસેથી પ્રથમ સોડિયમ-આયન બેટરી પ્રમાણપત્ર મેળવ્યું. સોડિયમ-આયન બૅટરીનો વિકાસ 1970 અને 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં થયો હતો. જો કે, 1990 ના દાયકા સુધીમાં, લિથિયમ-આયન બેટરીઓએ વધુ વ્યાવસાયિક વચન દર્શાવ્યું હતું, જેના કારણે સોડિયમ-આયન બેટરીમાં રસ ઘટ્યો હતો. 2010ના દાયકાની શરૂઆતમાં, સોડિયમ-આયન બેટરીઓએ પુનરુત્થાનનો અનુભવ કર્યો હતો, જે મોટાભાગે લિથિયમ-આયન બેટરી કાચા માલની વધતી કિંમતને કારણે હતો. સંચાલન સિદ્ધાંત એસ. આઈ. બી. કોષોમાં સોડિયમ આધારિત સામગ્રી પર આધારિત કેથોડ, એક એનોડ (જરૂરી નથી કે સોડિયમ આધારિત સામગ્રી) અને ધ્રુવીય પ્રતિકૃતિ અથવા અપ્રોટિક દ્રાવકોમાં વિચ્છેદિત સોડિયમ ક્ષાર ધરાવતા પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો સમાવેશ થાય છે. ચાર્જિંગ દરમિયાન, સોડિયમ આયન કેથોડથી એનોડ તરફ જાય છે જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન બાહ્ય સર્કિટમાંથી પસાર થાય છે. સ્રાવ દરમિયાન, વિપરીત પ્રક્રિયા થાય છે. સામગ્રી સોડિયમના ભૌતિક અને વિદ્યુતરાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે, એસ. આઈ. બી. ને એલ. આઈ. બી. માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી કરતાં અલગ સામગ્રીની જરૂર પડે છે. એનોડ્સ કાર્બન એસ. આઈ. બી. સખત કાર્બનનો ઉપયોગ કરી શકે છે, જે એક અવ્યવસ્થિત કાર્બન સામગ્રી છે જેમાં બિન-ગ્રાફાઇઝેબલ, બિન-સ્ફટિકીય અને આકારહીન કાર્બનનો સમાવેશ થાય છે. સોડિયમ શોષવાની સખત કાર્બનની ક્ષમતા 2000 માં શોધવામાં આવી હતી. આ એનોડ 0.15 V વિરુદ્ધ Na/Na + થી ઉપરની ઢાળવાળી સંભવિત રૂપરેખા સાથે 300 mAH/g પહોંચાડવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. તે ક્ષમતાનો આશરે અડધો હિસ્સો ધરાવે છે અને 0.15 V વિરુદ્ધ Na/Na + ની નીચે સપાટ સંભવિત રૂપરેખા (સંભવિત ઉચ્ચપ્રદેશ) ધરાવે છે. LIB માટે ગ્રેફાઇટ એનોડ્સ 300-360 mAH/g ની લાક્ષણિક ક્ષમતાઓ પ્રદાન કરે છે. સખત કાર્બનનો ઉપયોગ કરતા પ્રથમ સોડિયમ-આયન કોષનું 2003માં પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું અને વિસર્જન દરમિયાન સરેરાશ વોલ્ટેજ 3.7 V દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. સખત કાર્બન તેની ક્ષમતા, (ઓછી) કાર્યકારી ક્ષમતા અને સાઇકલિંગ સ્થિરતાના ઉત્તમ સંયોજનને કારણે ફેરાડિયનની પસંદગીની પસંદગી હતી. 2015 માં સંશોધકોએ દર્શાવ્યું હતું કે ગ્રેફાઇટ ઇથર-આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં સોડિયમને સહ-આંતરક્રિયા કરી શકે છે. 100 એમએએચ/ગ્રામની આસપાસની ઓછી ક્ષમતાઓ 0-1.2 વી વિરુદ્ધ ના/ના + વચ્ચે પ્રમાણમાં ઊંચી કાર્યકારી ક્ષમતાઓ સાથે મેળવવામાં આવી હતી. કાર્બોનેસિયસ પદાર્થોની એક ખામી એ છે કે, કારણ કે તેમની આંતરક્રિયા ક્ષમતા એકદમ નકારાત્મક છે, તેઓ બિન-જલીય પ્રણાલીઓ સુધી મર્યાદિત છે. ઊર્જાની ઘનતા વધારવા માટે પ્રાયોગિક સોડિયમ-આયન બૅટરીઓમાં ગ્રાફિન ગ્રાફિન જાનુસ કણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. એક બાજુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાઇટ્સ પ્રદાન કરે છે જ્યારે બીજી બાજુ આંતર-સ્તર વિભાજન પ્રદાન કરે છે. ઊર્જાની ઘનતા 337 એમએએચ/જી સુધી પહોંચી હતી. કાર્બન આર્સેનાઇડ કાર્બન આર્સેનાઇડ (એ. એસ. સી. 5) મોનો/બાયલેયરને ઉચ્ચ વિશિષ્ટ ગુરુત્વાકર્ષણ (<આઇ. ડી. 2> એમ. એ. એચ./જી.), નીચા વિસ્તરણ (1.2%) અને અલ્ટ્રા લો ડિફ્યુઝન બેરિયર (<આઇ. ડી. 1>) ને કારણે એનોડ સામગ્રી તરીકે શોધવામાં આવ્યું છે, જે સોડિયમ ઇન્ટરકલેશન દરમિયાન ઝડપી ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ ચક્ર ક્ષમતા સૂચવે છે. સોડિયમ શોષણ પછી, કાર્બન આર્સેનાઇડ એનોડ 300K પર માળખાકીય સ્થિરતા જાળવી રાખે છે, જે લાંબા ચક્ર જીવનનો સંકેત આપે છે. ધાતુના મિશ્રધાતુઓ અસંખ્ય અહેવાલોમાં મિશ્રધાતુ પ્રતિક્રિયા અને/અથવા રૂપાંતર પ્રતિક્રિયા દ્વારા સોડિયમ સંગ્રહિત કરતી એનોડ સામગ્રીનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે. સોડિયમ ધાતુને મિશ્ર કરવાથી સોડિયમ-આયન પરિવહનને નિયંત્રિત કરવાના અને સોડિયમ ડેંડ્રાઇટ્સની ટોચ પર વિદ્યુત ક્ષેત્રના સંચયને બચાવવાના ફાયદા મળે છે. વાંગ, એટ અલ. અહેવાલ આપ્યો હતો કે નિકલ એન્ટિમોની (એન. આઈ. એસ. બી.) નું સ્વ-નિયમનકારી એલોય ઇન્ટરફેસ સ્રાવ દરમિયાન એન. એ. ધાતુ પર રાસાયણિક રીતે જમા કરવામાં આવ્યું હતું. NiSbનું આ પાતળું સ્તર Na ધાતુના સમાન ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્લેટિંગને નિયંત્રિત કરે છે, વધુ પડતી ક્ષમતાને ઘટાડે છે અને 10 mAH cm−2ની ઉચ્ચ ક્ષેત્રીય ક્ષમતા પર 100 કલાકથી વધુ ઝડપે Na ધાતુના ડેંડ્રાઇટ-મુક્ત પ્લેટિંગ/સ્ટ્રીપિંગ પ્રદાન કરે છે. અન્ય એક અભ્યાસમાં, લી એટ અલ. સ્વયંસ્ફુરિત પ્રતિક્રિયા દ્વારા સોડિયમ અને ધાતુના ટીન/Na તૈયાર કરવામાં આવે છે. આ એનોડ કાર્બોનેટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં 1 mA cm−2ના ઊંચા તાપમાને 1 mA h cm−2 સાથે કામ કરી શકે છે અને સંપૂર્ણ કોષ 2Cની વર્તમાન ઘનતા સાથે 100 ચક્રોનો સ્થિર ચક્ર દર પ્રદર્શિત કરે છે. સોડિયમ એલોયની આત્યંતિક તાપમાને કામ કરવાની અને ડેંડ્રાઇટિક વૃદ્ધિને નિયંત્રિત કરવાની ક્ષમતા હોવા છતાં, વારંવાર સંગ્રહ ચક્ર દરમિયાન સામગ્રી પર અનુભવાતો ગંભીર તણાવ-તાણ, ખાસ કરીને મોટા સ્વરૂપના કોષોમાં, ચક્રની સ્થિરતાને મર્યાદિત કરે છે. ટોક્યો યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સના સંશોધકોએ નેનો-કદના મેગ્નેશિયમ કણો સાથે 478 એમએએચ/જી હાંસલ કર્યું, જેની જાહેરાત ડિસેમ્બર 2020 માં કરવામાં આવી હતી. ઓક્સાઇડ કેટલાક સોડિયમ ટાઇટેનેટ તબક્કાઓ જેમ કે Na2Ti3O7, અથવા NaTiO2, ઓછી કાર્યકારી ક્ષમતા (<1 V વિરુદ્ધ Na/Na +) પર 90-180 mAH/g ની આસપાસ ક્ષમતાઓ પ્રદાન કરે છે, જોકે સાયકલિંગ સ્થિરતા થોડાક સો ચક્ર સુધી મર્યાદિત હતી. મોલિબ્ડેનમ ડાયસલ્ફાઇડ 2021 માં ચીનના સંશોધકોએ સોડિયમ-આયન બેટરી માટે નવા પ્રકારના એનોડ તરીકે સ્તરવાળી રચનાનો પ્રયાસ કર્યો. વિઘટન-પુનઃ સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયા પોલીમાઇડ-વ્યુત્પન્ન એન-ડોપ્ડ કાર્બન નેનોટ્યુબ્સની સપાટી પર કાર્બન સ્તર-કોટેડ એમ. ઓ. એસ. 2 નેનોશીટ્સને ગીચ રીતે એસેમ્બલ કરે છે. આ પ્રકારના સી-એમ. ઓ. એસ. 2/એન. સી. એન. ટી. એનોડ 2 એ/જી પર 348 એમ. એ. એચ./જી સંગ્રહિત કરી શકે છે, જેમાં 1 એ/જી પર 400 ચક્ર પછી 82 ટકા ક્ષમતાની સાઇકલિંગ સ્થિરતા હોય છે. ટી. આઈ. એસ. 2 એ એસ. આઈ. બી. માટે તેની સ્તરવાળી રચનાને કારણે અન્ય સંભવિત સામગ્રી છે, પરંતુ ટી. આઈ. એસ. 2 નબળી વિદ્યુતરાસાયણિક ગતિશાસ્ત્ર અને પ્રમાણમાં નબળી માળખાકીય સ્થિરતાથી પીડાય છે, તેથી તે હજુ સુધી ક્ષમતા મંદ થવાની સમસ્યાને દૂર કરી શકી નથી. 2021 માં ચીનના નિંગબોના સંશોધકોએ પૂર્વ-પોટાશિયેટેડ ટી. આઈ. એસ. 2 નો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે 165.9mAh/g ની દર ક્ષમતા અને 500 ચક્ર પછી 85.3% ક્ષમતાની સાયકલિંગ સ્થિરતા રજૂ કરે છે. Na + માટે અન્ય એનોડ્સ કેટલીક અન્ય સામગ્રીઓ, જેમ કે પારો, ઇલેક્ટ્રોએક્ટિવ પોલિમર પણ પ્રયોગશાળાઓમાં દર્શાવવામાં આવ્યા છે, પરંતુ તે વ્યાપારી હિતને ઉશ્કેરતા નથી. કેથોડ્સ ઓક્સાઇડ સોડિયમ-આયન કેથોડ્સ સોડિયમને ઇન્ટરકલેશન દ્વારા સંગ્રહિત કરે છે. તેમની ઊંચી નળ ઘનતા, ઉચ્ચ સંચાલન ક્ષમતા અને ઉચ્ચ ક્ષમતાને કારણે, સોડિયમ સંક્રમણ મેટલ ઓક્સાઇડ પર આધારિત કેથોડ્સે સૌથી વધુ ધ્યાન ખેંચ્યું છે. ખર્ચ ઓછો રાખવા માટે, પૃથ્વી-વિપુલતા ફે અને એમએન સંસાધનોમાંથી કો, સીઆર, ની અથવા વી. એ પી2-પ્રકાર Na2/3Fe1/2Mn1/2O2 ઓક્સાઇડ જેવા મોંઘા તત્વોને ઘટાડવાના સંશોધન પ્રયાસો, 2.75 વી વિરુદ્ધ ના/ના + ના સરેરાશ સ્રાવ વોલ્ટેજ પર 190 એમએએચ/ગ્રામનો ઉલટાવી શકાય તેવો સંગ્રહ કરી શકે છે, જેમાં ફે3 +/4 + રેડોક્સ જોડીનો ઉપયોગ થાય છે-જે લિફેપો4 અથવા લિમન2ઓ4 જેવા વ્યાપારી લિથિયમ-આયન કેથોડ્સની સમકક્ષ અથવા તેનાથી વધુ સારી છે. જોકે, તેના સોડિયમમાં ઊણપની પ્રકૃતિએ ઊર્જાની ઘનતામાં ઘટાડો કર્યો. ના-રિચ ઓક્સાઇડ વિકસાવવા માટે નોંધપાત્ર પ્રયાસો કરવામાં આવ્યા હતા. 2015માં મિશ્ર P3/P2/O3-પ્રકાર Na0.76Mn0.5Ni0.3Fe0.1Mg0.1O2 નું પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું, જે 3.2 V વિરુદ્ધ Na/Na + ના સરેરાશ સ્રાવ વોલ્ટેજ પર 140 mAH/g પહોંચાડે છે. ખાસ કરીને, O3-પ્રકાર NaNi1/4Na1/6Mn 2/12 Ti 4/12 Sn 1/12 O2 ઓક્સાઇડ સરેરાશ વોલ્ટેજ 3.22 V વિરુદ્ધ Na/Na + પર 160 mAH/g પહોંચાડી શકે છે, જ્યારે સ્ટોઇકિઓમેટ્રી NaaNi (1−x−y−z) MnxMgyTizO2 ની ડોપ્ડ Ni-આધારિત ઓક્સાઇડની શ્રેણી સોડિયમ-આયન "પૂર્ણ કોષ" માં 157 mAH/g પહોંચાડી શકે છે. સંપૂર્ણ કોષ રૂપરેખાંકનમાં આવી કામગીરી વધુ સારી અથવા વ્યાપારી લિથિયમ-આયન પ્રણાલીઓની સમકક્ષ હોય છે. એક Na0.67Mn1 − xMgxO2 કેથોડ સામગ્રીએ Na0.67Mn0.95Mg0.05O2 માટે 175 mAH/g ની સ્રાવ ક્ષમતા દર્શાવી હતી. આ કેથોડમાં માત્ર વિપુલ પ્રમાણમાં તત્વો હતા. કોપર-અવેજી Na0.67Ni0.3 − xCuxMn0.7O2 કેથોડ સામગ્રીએ વધુ સારી ક્ષમતા જાળવણી સાથે ઉચ્ચ ઉલટાવી શકાય તેવી ક્ષમતા દર્શાવી હતી. તાંબુ-મુક્ત Na0.67Ni0.3 − xCuxMn0.7O2 ઇલેક્ટ્રોડથી વિપરીત, તૈયાર ક્યુ-અવેજી કેથોડ વધુ સારા સોડિયમ સંગ્રહ પ્રદાન કરે છે. જો કે, ક્યુ સાથેના કેથોડ વધુ ખર્ચાળ છે. ઓક્સોએનિયન્સ રિસર્ચે ઓક્સોએનિયન્સ પર આધારિત કેથોડ્સને પણ ધ્યાનમાં લીધા છે. આવા કેથોડ્સ ઓછી નળ ઘનતા પ્રદાન કરે છે, જે ઓક્સાઇડ કરતા ઊર્જાની ઘનતા ઘટાડે છે. બીજી બાજુ, પોલીયાનિયનનું મજબૂત સહસંયોજક બંધન ચક્ર જીવન અને સલામતી પર હકારાત્મક અસર કરે છે અને કોષના વોલ્ટેજમાં વધારો કરે છે. પોલીયાનિયન-આધારિત કેથોડ્સમાં, સોડિયમ વેનેડિયમ ફોસ્ફેટ અને ફ્લોરોફોસ્ફેટએ ઉત્તમ સાઇકલિંગ સ્થિરતા દર્શાવી છે અને બાદમાં, ઉચ્ચ સરેરાશ સ્રાવ વોલ્ટેજ પર સ્વીકાર્ય ઉચ્ચ ક્ષમતા (120 એમએએચ/જી) (3.6 વી વિરુદ્ધ ના/ના +). તે ઉપરાંત, સોડિયમ મેંગેનીઝ સિલિકેટ પણ સારી સાયકલિંગ સ્થિરતા સાથે ખૂબ ઊંચી ક્ષમતા (> 200 એમએએચ/જી) પ્રદાન કરવા માટે દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ફ્રેન્ચ સ્ટાર્ટઅપ ટીઆઈએએમએટી સોડિયમ-વેનેડિયમ-ફોસ્ફેટ-ફ્લોરાઇડ કેથોડ મટિરિયલ Na3V2 (PO4) 2F3 પર આધારિત Na + આયન બેટરીઓ વિકસાવે છે, જે બે રિવર્સિબલ 0.5 e-/ V સંક્રમણોમાંથી પસાર થાય છેઃ 3.2V અને 4.0V પર. સિંગાપોરની એક સ્ટાર્ટઅપ, SgNaPlus Na3V2 (PO4) 3 કેથોડ મટિરિયલનો વિકાસ અને વ્યાપારીકરણ કરી રહી છે, જે બિન-જ્વલનશીલ ગ્લાઇમ-આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો ઉપયોગ કરીને ખૂબ જ સારી સાઇકલિંગ સ્થિરતા દર્શાવે છે. પ્રુશિયન વાદળી અને એનાલોગ કેટલાક અહેવાલોમાં વિવિધ પ્રુશિયન વાદળી અને પ્રુશિયન વાદળી એનાલોગ (PBAs) ના ઉપયોગની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી, જેમાં પેટન્ટ કરાયેલ રોમ્બોહેડ્રલ Na2MnFe (CN) 6 ક્ષમતામાં 150-160 mAH/g અને સરેરાશ સ્રાવ વોલ્ટેજ અને રોમ્બોહેડ્રલ પ્રુશિયન સફેદ Na1.88 (5) Fe [Fe (CN) 6] · 0.18 (9) H2O 158 mAH/g ની પ્રારંભિક ક્ષમતા દર્શાવે છે અને 50 ચક્ર પછી 90 ટકા ક્ષમતા જાળવી રાખે છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ સોડિયમ-આયન બૅટરીઓ જલીય અને બિન-જલીય ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનો ઉપયોગ કરી શકે છે. પાણીની મર્યાદિત વિદ્યુતરાસાયણિક સ્થિરતા વિંડો નીચા વોલ્ટેજ અને મર્યાદિત ઊર્જા ઘનતામાં પરિણમે છે. બિન-જલીય કાર્બોનેટ એસ્ટર ધ્રુવીય અપ્રોટીક દ્રાવકો વોલ્ટેજ શ્રેણીને વિસ્તરે છે. તેમાં ઇથિલિન કાર્બોનેટ, ડાઇમિથાઇલ કાર્બોનેટ, ડાયથિલ કાર્બોનેટ અને પ્રોપિલિન કાર્બોનેટનો સમાવેશ થાય છે. બિન-જલીય ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ક્ષાર NaClO4 અને સોડિયમ હેક્સાફ્લોરોફોસ્ફેટ (NaPF6) છે જે આ દ્રાવકોના મિશ્રણમાં ઓગળી જાય છે. તે એક સુસ્થાપિત હકીકત છે કે આ કાર્બોનેટ આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ જ્વલનશીલ છે, જે મોટા પાયે ઉપયોગમાં સલામતીની ચિંતા કરે છે. ગ્લાઇમ આધારિત ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો એક પ્રકાર, જેમાં મીઠું તરીકે સોડિયમ ટેટ્રાફ્લોરોબોરેટ બિન-જ્વલનશીલ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. વધુમાં, NaTFSI (TFSI = bis (ટ્રાઇફ્લોરોમિથેન) સલ્ફોનિમાઇડ) અને NaFSI (FSI = bis (ફ્લોરોસલ્ફોનીલ) ઇમાઇડ, NaDFOB (DFOB = ડિફ્લોરો (ઓક્સાલેટો) બોરેટ) અને NaBOB (bis (ઓક્સાલેટો) બોરેટ) આયન તાજેતરમાં નવા રસપ્રદ ક્ષાર તરીકે ઉભરી આવ્યા છે. અલબત્ત, પ્રદર્શન મેટ્રિક્સને સુધારવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એડિટિવ્સનો પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે. સરખામણી સોડિયમ-આયન બેટરીઓ સ્પર્ધાત્મક બેટરી તકનીકો કરતાં ઘણા ફાયદા ધરાવે છે. લિથિયમ-આયન બેટરીની તુલનામાં, સોડિયમ-આયન બેટરીમાં થોડી ઓછી કિંમત, વધુ સારી સલામતી લાક્ષણિકતાઓ અને સમાન પાવર ડિલિવરી લાક્ષણિકતાઓ હોય છે, પરંતુ ઊર્જાની ઘનતા પણ ઓછી હોય છે. નીચેનું કોષ્ટક હાલમાં બજારમાં બે સ્થાપિત રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરી તકનીકોઃ લિથિયમ-આયન બેટરી અને રિચાર્જ કરી શકાય તેવી લીડ-એસિડ બેટરી સામે સામાન્ય રીતે એન. આઈ. બી. નું ભાડું કેવી રીતે છે તેની સરખામણી કરે છે. વિશ્વભરની વ્યાપારીકરણ કંપનીઓ વ્યાપારી રીતે વ્યવહારુ સોડિયમ-આયન બેટરીઓ વિકસાવવા માટે કામ કરી રહી છે. 2023માં ચીનમાં 2 કલાકની 5MW/10MWh ગ્રીડ બેટરી સ્થાપિત કરવામાં આવી હતી. એક્ટિવ ફેરાડિયન લિમિટેડ, ભારતની રિલાયન્સ ઇન્ડસ્ટ્રીઝની પેટાકંપની છે. તેની કોષ રચના સખત કાર્બન એનોડ અને પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાથે ઓક્સાઇડ કેથોડનો ઉપયોગ કરે છે. તેમના પાઉચ કોષો 3C સુધી સારા દર પ્રદર્શન સાથે વ્યાપારી લી-આયન બેટરીઓ (કોષ-સ્તરે 160 Wh/કિલોગ્રામ) સાથે તુલનાત્મક ઊર્જા ઘનતા ધરાવે છે અને 300 (100% સ્રાવની ઊંડાઈ) થી 1,000 થી વધુ ચક્રો (સ્રાવની 80 ટકા ઊંડાઈ) સુધી ચક્ર જીવન ધરાવે છે. તેના બેટરી પેકોએ ઇ-બાઇક અને ઇ-સ્કૂટર કાર્યક્રમો માટે ઉપયોગ દર્શાવ્યો છે. તેઓએ સોડિયમ-આયન કોષોને ટૂંકી સ્થિતિમાં (0 વી પર) પરિવહનનું પ્રદર્શન કર્યું, જે આવા કોષોના વ્યાપારી પરિવહનના જોખમોને દૂર કરે છે. તે એએમટીઈ પાવર પીએલસી (અગાઉ એજીએમ બેટરીઝ લિમિટેડ તરીકે જાણીતી) સાથે ભાગીદારી કરી રહી છે. નવેમ્બર 2019માં, ફેરાડિઓને બ્રિજ ઇન્ડિયા સાથે મળીને 'ધ ફ્યુચર ઓફ ક્લીન ટ્રાન્સપોર્ટેશનઃ સોડિયમ-આયન બેટરીઝ' શીર્ષક ધરાવતો અહેવાલ લખ્યો હતો, જેમાં ભારત સોડિયમ-આયન બેટરીઓના ઉત્પાદનમાં ભજવી શકે તેવી વધતી ભૂમિકાને ધ્યાનમાં લેવામાં આવી હતી. 5 ડિસેમ્બર, 2022ના રોજ, ફેરાડિઓને ન્યૂ સાઉથ વેલ્સ ઓસ્ટ્રેલિયામાં રાષ્ટ્ર માટે તેની પ્રથમ સોડિયમ-આયન બેટરી સ્થાપિત કરી હતી, જેમાં ટી. આઈ. એ. એમ. એ. ટી. આઈ. એ. એમ. એ. ટી. સી. એન. આર. એસ./સી. ઈ. એ. અને એન. એ. આઈ. એ. ડી. ઇ. એસ. નામના એચ2020 ઇ. યુ.-પ્રોજેક્ટમાંથી બહાર આવી હતી. તેની ટેકનોલોજી પોલિઆનિઓનિક સામગ્રી પર આધારિત 18650-બંધારણના નળાકાર કોષોના વિકાસ પર કેન્દ્રિત છે. તેણે 100 Wh/કિલોગ્રામથી 120 Wh/કિલોગ્રામ વચ્ચે ઊર્જાની ઘનતા હાંસલ કરી હતી. આ ટેકનોલોજી ઝડપી ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ બજારોમાં એપ્લિકેશનોને લક્ષ્ય બનાવે છે. પાવરની ઘનતા 2 અને 5 કેડબલ્યુ/કિલોગ્રામની વચ્ચે હોય છે, જે 5 મિનિટના ચાર્જિંગ સમય માટે પરવાનગી આપે છે. જીવનકાળ 5000 + ચક્રથી 80 ટકા ક્ષમતા છે. હાયના બેટરી ટેક્નોલોજી કંપની હાયના બેટરી ટેક્નોલોજી કંપની લિમિટેડ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસ (સીએએસ) ની સ્પિન-ઓફ છે. તે સીએએસ ખાતે ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ફિઝિક્સ ખાતે પ્રોફેસર હુ યોંગ-શેંગના જૂથ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલા સંશોધનનો લાભ લે છે. હાઈનાની બેટરીઓ ના-ફે-એમએન-ક્યુ આધારિત ઓક્સાઇડ કેથોડ અને એન્થ્રાસાઇટ આધારિત કાર્બન એનોડ પર આધારિત છે. 2023માં, હાઈનાએ ઇલેક્ટ્રિક કાર, સેહોલ E10Xમાં સોડિયમ-આયન બેટરી મૂકનાર પ્રથમ કંપની તરીકે જેએસી સાથે ભાગીદારી કરી હતી. હાઈનાએ ત્રણ સોડિયમ-આયન ઉત્પાદનો પણ જાહેર કર્યા, NaCR32140-ME12 નળાકાર કોષ, NaCP50160118-ME80 ચોરસ કોષ અને NaCP73174207-ME240 ચોરસ કોષ, જેમાં અનુક્રમે 140 Wh/કિલોગ્રામ, 145 Wh/કિલોગ્રામ અને 155 Wh/કિલોગ્રામની ગુરુત્વાકર્ષણ ઊર્જા ઘનતા છે. 2019 માં, એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે હાઈનાએ પૂર્વ ચીનમાં 100 કેડબલ્યુએચ સોડિયમ-આયન બેટરી પાવર બેંક સ્થાપિત કરી હતી. નેટ્રોન એનર્જી, સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટીની સ્પિન-ઓફ, જલીય ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાથે કેથોડ અને એનોડ બંને માટે પ્રુશિયન વાદળી એનાલોગનો ઉપયોગ કરે છે. ઓલ્ટ્રિસ એબીની સ્થાપના એસોસિયેટ પ્રોફેસર રેઝા યુનેસી, તેમના ભૂતપૂર્વ પીએચડી વિદ્યાર્થી, રોની મોગેનસેન અને એસોસિયેટ પ્રોફેસર વિલિયમ બ્રેન્ટ દ્વારા સ્વીડનની ઉપ્સાલા યુનિવર્સિટીમાંથી સ્પિન-ઓફ તરીકે કરવામાં આવી હતી. આ કંપની સોડિયમ-આયન બેટરીઓ પર ટીમના સંશોધન પ્રયાસોના ભાગરૂપે 2017માં શરૂ કરવામાં આવી હતી. આ સંશોધન ઉપ્સાલા યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર ક્રિસ્ટિના એડસ્ટ્રોમની આગેવાની હેઠળના એન્ગ્સ્ટ્રોમ એડવાન્સ્ડ બેટરી સેન્ટર ખાતે હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. કંપની બિન-જલીય સોડિયમ-આયન બેટરીઓમાં હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ માટે માલિકીનું આયર્ન-આધારિત પ્રુશિયન વાદળી એનાલોગ પ્રદાન કરે છે જે એનોડ તરીકે સખત કાર્બનનો ઉપયોગ કરે છે. ઓલ્ટ્રિસ નોન-ફ્લેમેબલ ફ્લોરિન-ફ્રી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પર પેટન્ટ ધરાવે છે જેમાં આલ્કાઈલ-ફોસ્ફેટ સોલવન્ટ, પ્રુશિયન વ્હાઇટ કેથોડ અને સેલ પ્રોડક્શનમાં NaBOBનો સમાવેશ થાય છે. કે. એ. ટી. એલ. ચીની બેટરી ઉત્પાદક કે. એ. ટી. એલ. એ 2021માં જાહેરાત કરી હતી કે તે 2023 સુધીમાં સોડિયમ-આયન આધારિત બેટરી બજારમાં લાવશે. તે હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ માટે પ્રુશિયન વાદળી એનાલોગ અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ માટે છિદ્રાળુ કાર્બનનો ઉપયોગ કરે છે. તેઓએ તેમની પ્રથમ પેઢીની બૅટરીમાં 160 Wh/કિલોગ્રામની ચોક્કસ ઊર્જા ઘનતા હોવાનો દાવો કર્યો હતો. કંપનીએ હાઇબ્રિડ બેટરી પેકનું ઉત્પાદન કરવાની યોજના બનાવી હતી જેમાં સોડિયમ-આયન અને લિથિયમ-આયન કોષો બંનેનો સમાવેશ થાય છે. નિષ્ક્રિય એક્વિઓન એનર્જી એક્વિઓન એનર્જી (2008 અને 2017 ની વચ્ચે) કાર્નેગી મેલોન યુનિવર્સિટીની સ્પિન-ઓફ હતી. તેમની બૅટરીઓ (ખારા પાણીની બૅટરી) સોડિયમ ટાઇટેનિયમ ફોસ્ફેટ એનોડ, મેંગેનીઝ ડાયોક્સાઇડ કેથોડ અને જલીય સોડિયમ પર્ક્લોરેટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પર આધારિત હતી. સરકારી અને ખાનગી લોન પ્રાપ્ત કર્યા પછી, કંપનીએ 2017માં નાદારી માટે અરજી કરી હતી. તેની અસ્કયામતો ચીની ઉત્પાદક જુલિન-ટિટન્સને વેચવામાં આવી હતી, જેમણે એક્વિઓનની મોટાભાગની પેટન્ટ છોડી દીધી હતી. આ પણ જુઓ બેટરી પ્રકારોની યાદી આલ્કલી મેટલ-આયન બેટરી લિથિયમ-આયન બેટરી સોડિયમ-આયન બેટરી પોટેશિયમ-આયન બેટરી કેલ્શિયમ-આયન બેટરી રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરી સોલ્ટ વોટર બેટરી નોંધો સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ મેટલ-આયન બેટરી બેટરી પ્રકારો