Sodium-ion battery
சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் (என்ஐபிகள் அல்லது எஸ்ஐபிகள்) பல வகையான ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய மின்கலன்கள் ஆகும், அவை சோடியம் அயனிகளை (நா +) அதன் சார்ஜ் கேரியர்களாக பயன்படுத்துகின்றன. சில சந்தர்ப்பங்களில், அதன் செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு மற்றும் செல் கட்டுமானம் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி (எல்ஐபி) வகைகளைப் போலவே இருக்கும், ஆனால் இது லித்தியத்தை சோடியத்துடன் கேத்தோடு பொருளாக மாற்றுகிறது, இது லித்தியம் போன்ற கால அட்டவணையில் உள்ள அதே குழுவிற்கு சொந்தமானது, எனவே ஒத்த இரசாயன பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. மற்ற சந்தர்ப்பங்களில், நீரிய Na-அயன் மின்கலன்கள் லி-அயன் மின்கலன்களிலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டவை. சீரற்ற புவியியல் விநியோகம், அதிக சுற்றுச்சூழல் தாக்கம் மற்றும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்குத் தேவையான பல பொருட்களின் அதிக விலை காரணமாக 2010 மற்றும் 2020 களில் எஸ். ஐ. பி. க்கள் கல்வி மற்றும் வணிக ஆர்வத்தைப் பெற்றன. சோடியத்தின் ஒரு வெளிப்படையான நன்மை அதன் இயற்கையான மிகுதியாகும், குறிப்பாக உப்பு நீரில். பல வகையான சோடியம்-அயன் மின்கலன்களுக்கு கோபால்ட், தாமிரம் மற்றும் நிக்கல் தேவையில்லை, மேலும் ஏராளமான இரும்பு அடிப்படையிலான பொருட்கள் Na + மின்கலன்களில் நன்றாக வேலை செய்கின்றன, அவை Li + மின்கலன்களுக்கு ஏற்றவை அல்ல. இந்த வேறுபாடு லி + உடன் ஒப்பிடும்போது Na + இன் பெரிய அயனி ஆரம் காரணமாகும், இது கார உலோகத்திற்கும் இடமாற்ற உலோக அயனிகளுக்கும் இடையிலான இடப் பரிமாற்றத்தைத் தடுக்கிறது. அதே நேரத்தில், Na + இன் பெரிய அயனி ஆரம் படிக லட்டிஸ்களுக்குள் இந்த அயனியின் மெதுவான இயக்கத்தை விளைவிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, NaFeSO4F இல் Na + இன் பரிமாற்றம் என்பது இரண்டு படிகங்களும் ஒரே டேவோரைட் கட்டமைப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், LiFeSO4F இல் உள்ள Li + ஐ விட மெதுவான அளவின் வரிசையாகும். குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் குறுகிய சுழற்சி ஆயுள் ஆகியவை எஸ். ஐ. பி. க்களை ஏற்றுக்கொள்வதற்கான பிற சவால்களில் அடங்கும். சோடியம்-அயன் பேட்டரி பொதிகளைப் பயன்படுத்தும் மின்சார வாகனங்கள் இன்னும் வணிக ரீதியாக கிடைக்கவில்லை. இருப்பினும், உலகின் மிகப்பெரிய பேட்டரி உற்பத்தியாளரான சிஏடிஎல், 2022 ஆம் ஆண்டில் எஸ். ஐ. பி. களின் வெகுஜன உற்பத்தியைத் தொடங்குவதாக அறிவித்தது. பிப்ரவரி 2023 இல், சீன ஹைனா பேட்டரி டெக்னாலஜி கோ, லிமிடெட் முதல் முறையாக ஒரு மின்சார சோதனை காரில் 140 டபிள்யூஎச்/கிலோ சோடியம்-அயன் பேட்டரியை வைத்தது, மேலும் ஆற்றல் சேமிப்பு உற்பத்தியாளர் பைலோன்டெக் முதல் சோடியம்-அயன் பேட்டரி சான்றிதழை டியூவி ரைன்லேண்டிலிருந்து பெற்றது. 1970கள் மற்றும் 1980களின் முற்பகுதியில் சோடியம்-அயன் மின்கலன் உருவாக்கம் நிகழ்ந்தது. இருப்பினும், 1990 களில், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் அதிக வணிக ரீதியான வாக்குறுதியை வெளிப்படுத்தின, இதனால் சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் மீதான ஆர்வம் குறைந்தது. 2010 களின் முற்பகுதியில், சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் மீண்டும் எழுச்சி பெற்றன, இது பெரும்பாலும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி மூலப்பொருட்களின் அதிகரித்து வரும் விலையால் உந்தப்பட்டது. செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு எஸ். ஐ. பி செல்கள் சோடியம் அடிப்படையிலான பொருளை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு கேத்தோடு, ஒரு அனோட் (சோடியம் அடிப்படையிலான பொருள் அவசியமில்லை) மற்றும் துருவ புரோடிக் அல்லது அப்ரோடிக் கரைப்பான்களில் பிரிக்கப்பட்ட சோடியம் உப்புகளைக் கொண்ட ஒரு திரவ எலக்ட்ரோலைட் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. சார்ஜ் செய்யும் போது, சோடியம் அயனிகள் கேத்தோடில் இருந்து அனோடுக்கு நகர்கின்றன, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற சுற்று வழியாக பயணிக்கின்றன. வெளியேற்றத்தின் போது, தலைகீழ் செயல்முறை ஏற்படுகிறது. பொருட்கள் சோடியத்தின் இயற்பியல் மற்றும் மின் வேதியியல் பண்புகள் காரணமாக, எஸ். ஐ. பி. களுக்கு எல். ஐ. பி. களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களிலிருந்து வேறுபட்ட பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன. அனோடுகள் கார்பன்கள் எஸ். ஐ. பி. க்கள் கடினமான கார்பனைப் பயன்படுத்தலாம், இது கிராஃபிடைஸ் செய்யப்படாத, படிகமற்ற மற்றும் உருவமற்ற கார்பனைக் கொண்ட ஒரு ஒழுங்கற்ற கார்பன் பொருள். சோடியத்தை உறிஞ்சும் கடினமான கார்பனின் திறன் 2000 ஆம் ஆண்டில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இந்த அனோட் 300 எம்ஏஎச்/ஜி ஐ வழங்குவதாகக் காட்டப்பட்டது, இது 15 வி எதிராக நா/நா + க்கு மேல் ஒரு சாய்வான சாத்தியமான சுயவிவரத்துடன். இது திறனில் தோராயமாக பாதி மற்றும் 0.15 வி எதிராக Na/Na + க்கு கீழே ஒரு தட்டையான சாத்தியமான சுயவிவரம் (ஒரு சாத்தியமான பீடபூமி) ஆகும். எல்ஐபிகளுக்கான கிராஃபைட் அனோட்கள் பொதுவான திறன்களை 300-360 எம்ஏஎச்/ஜி வழங்குகின்றன. கடினமான கார்பனைப் பயன்படுத்தும் முதல் சோடியம்-அயன் செல் 2003 இல் நிரூபிக்கப்பட்டது மற்றும் வெளியேற்றத்தின் போது 3.7V சராசரி மின்னழுத்தத்தைக் காட்டியது. ஃபாரடியனின் சிறந்த திறன், (குறைந்த) வேலை திறன் மற்றும் சைக்கிள் ஓட்டுதல் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றின் காரணமாக கடினமான கார்பன் விரும்பத்தக்க தேர்வாக இருந்தது. கிராஃபைட் ஈதர் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்களில் சோடியத்தை இணைக்க முடியும் என்பதை 2015 ஆம் ஆண்டில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிரூபித்தனர். 0-1.2 வி மற்றும் Na/Na + இடையே ஒப்பீட்டளவில் அதிக வேலை திறன்களுடன் சுமார் 100 எம்ஏஎச்/கிராம் குறைந்த திறன்கள் பெறப்பட்டன. கார்பனேசிய பொருட்களின் ஒரு குறைபாடு என்னவென்றால், அவற்றின் இடைச்செருகும் ஆற்றல்கள் மிகவும் எதிர்மறையாக இருப்பதால், அவை நீர் அல்லாத அமைப்புகளுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. ஆற்றல் அடர்த்தியை அதிகரிக்க சோதனை சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளில் கிராஃபீன் கிராஃபீன் ஜானஸ் துகள்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. ஒரு பக்கம் தொடர்பு தளங்களை வழங்குகிறது, மற்றொன்று இடை அடுக்கு பிரிப்பை வழங்குகிறது. ஆற்றல் அடர்த்தி 337 எம்ஏஎச்/கிராம். கார்பன் ஆர்சனைடு கார்பன் ஆர்சனைடு (ஏ. எஸ். சி. 5) மோனோ/இரு அடுக்கு அதிக குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு (794/596 எம்ஏஎச்/ஜி), குறைந்த விரிவாக்கம் (1.2 சதவீதம்) மற்றும் அல்ட்ரா குறைந்த பரவல் தடை (0.16/0.09eV) காரணமாக ஒரு அனோட் பொருளாக ஆராயப்பட்டுள்ளது, இது சோடியம் இடைச்செருகலின் போது விரைவான கட்டணம்/வெளியேற்ற சுழற்சி திறனைக் குறிக்கிறது. சோடியம் உறிஞ்சுதலுக்குப் பிறகு, ஒரு கார்பன் ஆர்சனைடு அனோட் 300K இல் கட்டமைப்பு ஸ்திரத்தன்மையை பராமரிக்கிறது, இது நீண்ட சுழற்சி ஆயுளைக் குறிக்கிறது. உலோகக் கலவைகள் பல அறிக்கைகள் அலாய் எதிர்வினை மற்றும்/அல்லது மாற்று எதிர்வினை மூலம் சோடியத்தை சேமிக்கும் அனோட் பொருட்களை விவரித்தன. சோடியம் உலோகத்தை கலப்பது சோடியம்-அயன் போக்குவரத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதன் நன்மைகளைக் கொண்டுவருகிறது மற்றும் சோடியம் டென்ட்ரைட்டுகளின் முனையில் மின்சார புலத்தின் குவிப்பைப் பாதுகாக்கிறது. வாங் மற்றும் பலர். வெளியேற்றத்தின் போது Na உலோகத்தில் நிக்கல் ஆண்டிமனியின் (NiSb) சுய-கட்டுப்படுத்தும் அலாய் இடைமுகம் வேதியியல் ரீதியாக டெபாசிட் செய்யப்பட்டதாக தெரிவிக்கப்பட்டது. NiSb இன் இந்த மெல்லிய அடுக்கு Na உலோகத்தின் சீரான மின் வேதியியல் பூச்சு ஒழுங்குபடுத்துகிறது, அதிகப்படியான திறனைக் குறைக்கிறது மற்றும் 10 mAH cm−2 என்ற உயர் ஏரியல் திறனில் 100 மணி நேரத்திற்கு மேல் Na உலோகத்தின் டென்ட்ரைட் இல்லாத பூச்சு/அகற்றுதலை வழங்குகிறது. மற்றொரு ஆய்வில், லி மற்றும் பலர். சோடியம் மற்றும் உலோக தகரம்/Na ஒரு தன்னிச்சையான எதிர்வினை மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது. இந்த அனோட் ஒரு கார்பனேட் எலக்ட்ரோலைட்டில் 1 mA cm−2 உயர் வெப்பநிலையில் 1 mA h cm−2 உடன் செயல்பட முடியும் மற்றும் முழு செல் 2C தற்போதைய அடர்த்தியில் 100 சுழற்சிகளின் நிலையான சுழற்சி விகிதத்தை வெளிப்படுத்தியது. சோடியம் அலாய் தீவிர வெப்பநிலையில் செயல்படும் மற்றும் டென்ட்ரிடிக் வளர்ச்சியை கட்டுப்படுத்தும் திறன் இருந்தபோதிலும், மீண்டும் மீண்டும் சேமிப்பு சுழற்சிகளின் போது பொருள் மீது அனுபவிக்கும் கடுமையான மன அழுத்தம்-அழுத்தம் சைக்கிள் ஓட்டுதல் நிலைத்தன்மையை கட்டுப்படுத்துகிறது, குறிப்பாக பெரிய வடிவ உயிரணுக்களில். டோக்கியோ அறிவியல் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் நானோ அளவிலான மெக்னீசியம் துகள்களுடன் 478 எம்ஏஎச்/ஜி ஐ அடைந்தனர், இது டிசம்பர் 2020 இல் அறிவிக்கப்பட்டது. ஆக்சைடுகள் Na2Ti3O7 அல்லது NaTiO2 போன்ற சில சோடியம் டைட்டனேட் கட்டங்கள், சைக்கிள் ஓட்டுதல் நிலைத்தன்மை சில நூறு சுழற்சிகளுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்தாலும், குறைந்த வேலை திறன்களில் (<1 V எதிராக Na/Na +) 90-180 mAH/g ஐச் சுற்றியுள்ள திறன்களை வழங்கின. 2021 ஆம் ஆண்டில் சீனாவைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளுக்கான புதிய வகை அனோடாக அடுக்கு கட்டமைப்பை முயற்சித்தனர். ஒரு கலைப்பு-மறு படிகமாக்கல் செயல்முறை அடர்த்தியாக கூடிய கார்பன் அடுக்கு-பூசப்பட்ட எம்ஓஎஸ் 2 நானோஷீட்களை பாலிமைடு-பெறப்பட்ட என்-டோப் செய்யப்பட்ட கார்பன் நானோகுழாய்களின் மேற்பரப்பில் சேர்க்கிறது. இந்த வகையான சி-மோஸ்2/என். சி. என். டி அனோட்கள் 2 ஏ/ஜியில் 348 எம். ஏ. எச்/ஜியை சேமிக்க முடியும், 1 ஏ/ஜியில் 400 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு 82 சதவீத திறன் கொண்ட சைக்கிள் நிலைத்தன்மையுடன். டிஐஎஸ் 2 என்பது எஸ்ஐபிகளுக்கு மற்றொரு சாத்தியமான பொருளாகும், ஏனெனில் அதன் அடுக்கு அமைப்பு, ஆனால் திறன் மங்கலின் சிக்கலை இன்னும் சமாளிக்கவில்லை, ஏனெனில் டிஐஎஸ் 2 மோசமான மின் வேதியியல் இயக்கவியல் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமான கட்டமைப்பு ஸ்திரத்தன்மையால் பாதிக்கப்படுகிறது. 2021 ஆம் ஆண்டில் சீனாவின் நிங்போவைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்-பொட்டாசியட் டிஐஎஸ் 2 ஐப் பயன்படுத்தினர், இது 165.9mAh/g வீதத் திறனையும் 500 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு 85.3% திறனின் சைக்கிள் ஓட்டுதல் ஸ்திரத்தன்மையையும் வழங்குகிறது. Na + க்கான பிற அனோட்கள் பாதரசம், மின்னாற்றல் பாலிமர்கள் போன்ற வேறு சில பொருட்களும் ஆய்வகங்களில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அவை வணிக ஆர்வத்தைத் தூண்டவில்லை. கேத்தோட்ஸ் ஆக்சைடுகள் சோடியம்-அயன் கேத்தோடுகள் சோடியத்தை இன்டர்கலேஷன் மூலம் சேமிக்கிறது. அவற்றின் அதிக குழாய் அடர்த்தி, அதிக செயல்பாட்டு திறன்கள் மற்றும் அதிக திறன்கள் காரணமாக, சோடியம் மாற்றம் உலோக ஆக்சைடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட கேத்தோட்கள் அதிக கவனத்தைப் பெற்றுள்ளன. செலவைக் குறைவாக வைத்திருக்க, கோ, சிஆர், நி அல்லது வி போன்ற விலையுயர்ந்த கூறுகளைக் குறைப்பதற்கான ஆராய்ச்சி முயற்சிகள். பூமியில் இருந்து கிடைக்கும் Na2/3Fe1/2Mn1/2O2 ஆக்சைடு போன்ற விலையுயர்ந்த கூறுகள் பூமியில் உள்ள ஏராளமான ஃபெ மற்றும் எம்என் வளங்களில் இருந்து பெறப்படும் ஃபெ3/4 + ரெடாக்ஸ் ஜோடியைப் பயன்படுத்தி 190 எம்ஏஎச்/கியை 2.75 வி மற்றும் நா/நா + சராசரி வெளியேற்றும் மின்னழுத்தத்தில்-லிஃபெபோ4 அல்லது லிஎம்என்2ஓ4 போன்ற வணிக லித்தியம்-அயன் கேத்தோட்களுக்கு இணையாகவோ அல்லது சிறப்பாகவோ சேமிக்க முடியும். இருப்பினும், அதன் சோடியம் குறைபாடு இயல்பு ஆற்றல் அடர்த்தியைக் குறைத்தது. நா-ரிச்சர் ஆக்சைடுகளை உருவாக்குவதில் குறிப்பிடத்தக்க முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. ஒரு கலப்பு P3/P2/O3-வகை Na0.76Mn0.5Ni0.3Fe0.1Mg0.1O2 2015 ஆம் ஆண்டில் சராசரியாக 140 எம்ஏஎச்/ஜி வெளியேற்ற மின்னழுத்தத்தில் 3.2 வி எதிராக Na/Na + ஐ வழங்குவதாக நிரூபிக்கப்பட்டது. குறிப்பாக, O3 வகை NaNi1/4Na1/6Mn 2/12 Ti 4/12 Sn 1/12 O2 ஆக்சைடு சராசரியாக 3.22 V எதிராக Na/Na + மின்னழுத்தத்தில் 160 mAH/g ஐ வழங்க முடியும், அதே நேரத்தில் ஸ்டோயிகியோமெட்ரி NaaNi (1−x−y−z) MnxMgyTizO2 இன் தொடர்ச்சியான டோப் செய்யப்பட்ட Ni-அடிப்படையிலான ஆக்சைடுகள் ஒரு சோடியம்-அயன் "முழு செல்லில்" 157 mAH/g ஐ ஒரு கடினமான கார்பன் அனோடுடன் 3.2 V சராசரி வெளியேற்ற மின்னழுத்தத்தில் Ni2 +/4 + ரெடாக்ஸ் ஜோடியைப் பயன்படுத்தி வழங்க முடியும். முழு செல் கட்டமைப்பில் இத்தகைய செயல்திறன் சிறந்தது அல்லது வணிக லித்தியம்-அயன் அமைப்புகளுக்கு இணையாக உள்ளது. ஒரு Na0.67Mn1 − xMgxO2 கேத்தோடு பொருள் Na0.67Mn0.95Mg0.05O2 க்கு 175 mAH/g என்ற வெளியேற்ற திறனை வெளிப்படுத்தியது. இந்த கேத்தோடில் ஏராளமான கூறுகள் மட்டுமே இருந்தன. செம்பு-மாற்றப்பட்ட Na0.67Ni0.3 − xCuxMn0.7O2 கேத்தோடு பொருட்கள் சிறந்த திறன் தக்கவைப்புடன் அதிக மீளக்கூடிய திறனைக் காட்டின. செம்பு இல்லாத Na0.67Ni0.3 − xCuxMn0.7O2 மின்முனைக்கு மாறாக, தயாரிக்கப்பட்ட கியூ-மாற்றப்பட்ட கேத்தோட்கள் சிறந்த சோடியம் சேமிப்பை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், கியூ உடன் உள்ள கேத்தோட்கள் மிகவும் விலை உயர்ந்தவை. ஆக்சோனியன்கள் ஆராய்ச்சி ஆக்சோனியன்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட கேத்தோட்களையும் கருத்தில் கொண்டுள்ளது. இத்தகைய கேத்தோட்கள் குறைந்த குழாய் அடர்த்தியை வழங்குகின்றன, ஆக்சைடுகளை விட ஆற்றல் அடர்த்தியைக் குறைக்கின்றன. மறுபுறம், பாலியானியனின் வலுவான சகப்பிணைப்பு சுழற்சி ஆயுள் மற்றும் பாதுகாப்பை சாதகமாக பாதிக்கிறது மற்றும் செல் மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது. பாலியானியன் அடிப்படையிலான கேத்தோட்களில், சோடியம் வனேடியம் பாஸ்பேட் மற்றும் ஃப்ளோரோபாஸ்பேட் ஆகியவை சிறந்த சுழற்சி நிலைத்தன்மையை நிரூபித்துள்ளன, பிந்தையவற்றில், அதிக சராசரி வெளியேற்ற மின்னழுத்தங்களில் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய உயர் திறன் (120 எம்ஏஎச்/ஜி) (3.6 வி எதிராக நா/நா +). இது தவிர, சோடியம் மாங்கனீசு சிலிக்கேட் ஒரு உயர்ந்த திறனை (> 200 எம்ஏஎச்/கிராம்) நல்ல சைக்கிள் ஓட்டுதல் நிலைத்தன்மையுடன் வழங்குவதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு பிரெஞ்சு தொடக்க நிறுவனமான TIAMAT, சோடியம்-வனேடியம்-பாஸ்பேட்-ஃப்ளோரைடு கேத்தோடு பொருள் Na3V2 (PO4) 2F3 ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட Na + அயன் பேட்டரிகளை உருவாக்குகிறது, இது இரண்டு மீளக்கூடிய 0.5 e-/ V மாற்றங்களுக்கு உட்படுகிறதுஃ 3.2V மற்றும் 4.0V இல். சிங்கப்பூரிலிருந்து ஒரு தொடக்கமான SgNaPlus, Na3V2 (PO4) 3 கேத்தோடு பொருளை உருவாக்கி வணிகமயமாக்குகிறது, இது நல்ல சுழற்சி நிலைத்தன்மையைக் காட்டுகிறது, இது எரியாத கிளைம் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்துகிறது. பிரஷ்ய நீலம் மற்றும் ஒப்புமைகள் பல அறிக்கைகள் பல்வேறு பிரஷ்ய நீலம் மற்றும் பிரஷ்ய நீல ஒப்புமைகளின் (பிபிஏக்கள்) பயன்பாட்டைப் பற்றி விவாதித்தன, காப்புரிமை பெற்ற ரோம்போஹெட்ரல் Na2MnFe (சிஎன்) 6 150-160 எம்ஏஎச்/ஜி திறன் மற்றும் 3.4 வி சராசரி வெளியேற்ற மின்னழுத்தம் மற்றும் ரோம்போஹெட்ரல் பிரஷ்யன் வெள்ளை Na1.88 (5) ஃபெ [ஃபெ (சிஎன்) 6] · 0.18 (9) எச்2ஓ 158 எம்ஏஎச்/ஜி ஆரம்ப திறனைக் காட்டுகிறது மற்றும் 50 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு 90 சதவீத திறனைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. மின்னாற்பகுப்புகள் சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் நீர் மற்றும் நீர் அல்லாத மின்னாற்பகுப்புகளைப் பயன்படுத்தலாம். தண்ணீரின் வரையறுக்கப்பட்ட மின் வேதியியல் நிலைத்தன்மை சாளரம் குறைந்த மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட ஆற்றல் அடர்த்திகளை விளைவிக்கிறது. நீரற்ற கார்பனேட் எஸ்டர் துருவ ஏப்ரோடிக் கரைப்பான்கள் மின்னழுத்த வரம்பை நீட்டிக்கின்றன. இவற்றில் எத்திலீன் கார்பனேட், டைமெத்தில் கார்பனேட், டைஎத்தில் கார்பனேட் மற்றும் புரோபிலீன் கார்பனேட் ஆகியவை அடங்கும். நீரற்ற மின்னாற்பகுப்புகளில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் உப்புகள் NaClO4 மற்றும் சோடியம் ஹெக்ஸாஃப்ளோரோபாஸ்பேட் (NaPF6) இந்த கரைப்பான்களின் கலவையில் கரைக்கப்படுகின்றன. இந்த கார்பனேட் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டுகள் எரியக்கூடியவை என்பது நன்கு நிறுவப்பட்ட உண்மை, இது பெரிய அளவிலான பயன்பாடுகளில் பாதுகாப்பு கவலைகளை ஏற்படுத்துகிறது. ஒரு வகை கிளைம் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட், சோடியம் டெட்ராஃப்ளோரோபோரேட் உப்புடன் எரியாதது என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. கூடுதலாக, NaTFSI (TFSI = பிஸ் (ட்ரைஃப்ளோரோமீத்தேன்) சல்போனிமைடு) மற்றும் NaFSI (FSI = பிஸ் (ஃப்ளோரோஸல்ஃபோனைல்) இமிடு, NaDFOB (DFOB = டிஃப்ளோரோ (ஆக்சலேட்டோ) போரேட்) மற்றும் NaBOB (பிஸ் (ஆக்சலேட்டோ) போரேட்) அயனிகள் சமீபத்தில் புதிய சுவாரஸ்யமான உப்புகளாக வெளிவந்துள்ளன. நிச்சயமாக, செயல்திறன் அளவீடுகளை மேம்படுத்த எலக்ட்ரோலைட் சேர்க்கைகளையும் பயன்படுத்தலாம். ஒப்பிடுதல் சோடியம்-அயன் மின்கலன்கள் போட்டி மின்கலன் தொழில்நுட்பங்களை விட பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் ஓரளவு குறைந்த செலவு, சிறந்த பாதுகாப்பு பண்புகள் மற்றும் ஒத்த மின் விநியோக பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியையும் கொண்டுள்ளன. கீழே உள்ள அட்டவணை தற்போது சந்தையில் நிறுவப்பட்ட இரண்டு ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரி தொழில்நுட்பங்களுக்கு எதிராக பொதுவாக என்ஐபிகள் எவ்வாறு கட்டணம் செலுத்துகின்றன என்பதை ஒப்பிடுகிறதுஃ லித்தியம்-அயன் பேட்டரி மற்றும் ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய ஈயம்-அமில பேட்டரி. உலகெங்கிலும் உள்ள வணிகமயமாக்கல் நிறுவனங்கள் வணிக ரீதியாக சாத்தியமான சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளை உருவாக்க பணியாற்றி வருகின்றன. 2023 ஆம் ஆண்டில் சீனாவில் 2 மணி நேர 5MW/10MWh கிரிட் பேட்டரி நிறுவப்பட்டது. ஆக்டிவ் ஃபாரடியன் லிமிடெட் ஃபாரடியன் லிமிடெட், இந்தியாவின் ரிலையன்ஸ் இண்டஸ்ட்ரீஸின் துணை நிறுவனமாகும். அதன் செல் வடிவமைப்பு கடினமான கார்பன் அனோட் மற்றும் திரவ எலக்ட்ரோலைட் கொண்ட ஆக்சைடு கேத்தோட்களைப் பயன்படுத்துகிறது. அவற்றின் பை செல்கள் வணிக லி-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய ஆற்றல் அடர்த்திகளைக் கொண்டுள்ளன (செல் மட்டத்தில் 160 டபிள்யூஎச்/கிலோ) 3சி வரை நல்ல விகித செயல்திறன் மற்றும் 300 சுழற்சி ஆயுள் (100% வெளியேற்றத்தின் ஆழம்) 1,000 சுழற்சிகளுக்கு மேல் (வெளியேற்றத்தின் 80 சதவீதம் ஆழம்). அதன் பேட்டரி பொதிகள் மின்-பைக் மற்றும் மின்-ஸ்கூட்டர் பயன்பாடுகளுக்கான பயன்பாட்டை நிரூபித்துள்ளன. சோடியம்-அயன் செல்களை குறுகிய நிலையில் (0 வி இல்) கொண்டு செல்வதை அவர்கள் நிரூபித்தனர், அத்தகைய செல்களின் வணிகப் போக்குவரத்திலிருந்து ஏற்படும் அபாயங்களை அகற்றினர். இது ஏஎம்டிஇ பவர் பிஎல்சி (முன்பு ஏஜிஎம் பேட்டரிகள் லிமிடெட் என்று அழைக்கப்பட்டது) உடன் கூட்டு சேர்ந்துள்ளது. நவம்பர் 2019 இல், ஃபாரடியன் பிரிட்ஜ் இந்தியாவுடன் இணைந்து 'தூய்மையான போக்குவரத்தின் எதிர்காலம்ஃ சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள்' என்ற தலைப்பில் ஒரு அறிக்கையை எழுதினார், இது சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளை உற்பத்தி செய்வதில் இந்தியா வகிக்கக்கூடிய வளர்ந்து வரும் பங்கைப் பார்க்கிறது. டிசம்பர் 5,2022 அன்று, ஃபாரடியன் தனது முதல் சோடியம்-அயன் பேட்டரியை நியூ சவுத் வேல்ஸ் ஆஸ்திரேலியாவில் நிறுவியது, சி. என். ஆர். எஸ்/சி. இ. ஏ மற்றும் என். ஏ. ஐ. ஏ. டி. இ. எஸ் என்று அழைக்கப்படும் எச்2020 ஈ. யூ-திட்டத்திலிருந்து டியாமாட் டியாமாட் உருவாக்கப்பட்டது. அதன் தொழில்நுட்பம் பாலியானியோனிக் பொருட்களின் அடிப்படையில் 18650-வடிவ உருளை செல்களின் வளர்ச்சியில் கவனம் செலுத்துகிறது. இது 100 Wh/கிலோ முதல் 120 Wh/கிலோ வரை ஆற்றல் அடர்த்தியை அடைந்தது. இந்த தொழில்நுட்பம் வேகமான சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் சந்தைகளில் பயன்பாடுகளை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. மின் அடர்த்தி 2 முதல் 5 கிலோவாட்/கிலோ வரை இருக்கும், இது 5 நிமிட சார்ஜிங் நேரத்தை அனுமதிக்கிறது. வாழ்நாள் என்பது 5000 + சுழற்சிகள் திறனில் 80 சதவீதம் ஆகும். ஹைனா பேட்டரி டெக்னாலஜி கம்பெனி ஹைனா பேட்டரி டெக்னாலஜி கம்பெனி லிமிடெட் என்பது சீன அறிவியல் அகாடமியின் (சிஏஎஸ்) ஒரு துணை நிறுவனமாகும். சிஏஎஸ் இயற்பியல் நிறுவனத்தில் பேராசிரியர் ஹு யோங்-ஷெங்கின் குழு நடத்திய ஆராய்ச்சியை இது மேம்படுத்துகிறது. ஹைனாவின் மின்கலன்கள் Na-Fe-Mn-Cu அடிப்படையிலான ஆக்சைடு கேத்தோட்கள் மற்றும் ஆந்த்ராசைட் அடிப்படையிலான கார்பன் அனோடை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. 2023 ஆம் ஆண்டில், செஹோல் E10X என்ற மின்சார காரில் சோடியம்-அயன் பேட்டரியை வைத்த முதல் நிறுவனமாக ஹைனா ஜே. ஏ. சி உடன் கூட்டுசேர்ந்தது. NaCR32140-ME12 உருளை செல், NaCP50160118-ME80 சதுர செல் மற்றும் NaCP73174207-ME240 சதுர செல் ஆகிய மூன்று சோடியம்-அயன் தயாரிப்புகளையும் ஹைனா வெளிப்படுத்தியது, அவை முறையே 140 Wh/கிலோ, 145 Wh/கிலோ மற்றும் 155 Wh/கிலோ ஈர்ப்பு ஆற்றல் அடர்த்திகளைக் கொண்டுள்ளன. 2019 ஆம் ஆண்டில், கிழக்கு சீனாவில் ஹைனா 100 கிலோவாட்-மணிநேர சோடியம்-அயன் பேட்டரி பவர் பேங்கை நிறுவியதாக தெரிவிக்கப்பட்டது. ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் ஸ்பின்-ஆஃப் நாட்ரன் எனர்ஜி, கேத்தோடு மற்றும் அனோட் ஆகிய இரண்டிற்கும் பிரஷ்ய நீல ஒப்புமைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. ஆல்ட்ரிஸ் ஏபி ஆல்ட்ரிஸ் ஏபி இணை பேராசிரியர் ரெசா யூனெசி, அவரது முன்னாள் பிஎச்டி மாணவர் ரோனி மோகென்சன் மற்றும் இணை பேராசிரியர் வில்லியம் பிராண்ட் ஆகியோரால் ஸ்வீடனின் உப்சாலா பல்கலைக்கழகத்தின் துணைத் தலைவராக நிறுவப்பட்டது. சோடியம்-அயன் பேட்டரிகள் குறித்த குழுவின் ஆராய்ச்சி முயற்சிகளின் ஒரு பகுதியாக இந்த நிறுவனம் 2017 ஆம் ஆண்டில் தொடங்கப்பட்டது. உப்சாலா பல்கலைக்கழகத்தின் பேராசிரியர் கிறிஸ்டினா எட்ஸ்ட்ரோம் தலைமையிலான ஆங்ஸ்ட்ரோம் மேம்பட்ட பேட்டரி மையத்தில் இந்த ஆராய்ச்சி நடத்தப்பட்டது. கடினமான கார்பனை அனோடாகப் பயன்படுத்தும் நீரற்ற சோடியம்-அயன் பேட்டரிகளில் உள்ள நேர்மறை மின்முனைக்கு தனியுரிம இரும்பு அடிப்படையிலான பிரஷ்ய நீல அனலாக்கை நிறுவனம் வழங்குகிறது. அல்கைல்-பாஸ்பேட் கரைப்பான்கள், பிரஷ்யன் வெள்ளை கேத்தோடு மற்றும் செல் உற்பத்தியில் உள்ள NaBOB ஐக் கொண்ட எரியாத ஃவுளூரின் இல்லாத எலக்ட்ரோலைட்டுகள் மீது ஆல்ட்ரிஸ் காப்புரிமையைப் பெற்றுள்ளார். சிஏடிஎல் சீன பேட்டரி உற்பத்தியாளர் சிஏடிஎல் 2021 ஆம் ஆண்டில் சோடியம்-அயன் அடிப்படையிலான பேட்டரியை 2023 ஆம் ஆண்டில் சந்தைக்கு கொண்டு வருவதாக அறிவித்தது. இது நேர்மறை மின்முனைக்கு பிரஷ்ய நீல அனலாக் மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைக்கு நுண்ணிய கார்பனைப் பயன்படுத்துகிறது. அவர்கள் தங்கள் முதல் தலைமுறை மின்கலனில் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றல் அடர்த்தி 160 Wh/கிலோ என்று கூறினர். சோடியம்-அயன் மற்றும் லித்தியம்-அயன் செல்கள் இரண்டையும் உள்ளடக்கிய ஒரு கலப்பின பேட்டரி பேக்கை உற்பத்தி செய்ய நிறுவனம் திட்டமிட்டது. செயலிழந்த அக்வியன் எனர்ஜி அக்வியன் எனர்ஜி (2008 மற்றும் 2017 க்கு இடையில்) கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு துணை நிறுவனமாகும். அவற்றின் மின்கலன்கள் (உப்பு நீர் மின்கலன்கள்) சோடியம் டைட்டானியம் பாஸ்பேட் அனோட், மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு கேத்தோடு மற்றும் நீரிய சோடியம் பெர்குளோரேட் எலக்ட்ரோலைட் ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டிருந்தன. அரசு மற்றும் தனியார் கடன்களைப் பெற்ற பிறகு, நிறுவனம் 2017 ஆம் ஆண்டில் திவால்நிலைக்கு விண்ணப்பித்தது. அதன் சொத்துக்கள் சீன உற்பத்தியாளரான ஜூலின்-டைட்டன்ஸுக்கு விற்கப்பட்டன, அவர் அக்வியனின் பெரும்பாலான காப்புரிமைகளை கைவிட்டார். மேலும் காண்க மின்கல வகைகளின் பட்டியல் அல்கலி உலோக-அயன் மின்கலன் லித்தியம்-அயன் மின்கலன் சோடியம்-அயன் மின்கலன் பொட்டாசியம்-அயன் மின்கலன் கால்சியம்-அயன் மின்கலன் ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய மின்கலன் உப்பு நீர் மின்கலன் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் உலோக-அயன் மின்கலன்கள் மின்கலன் வகைகள்