Aurrekariak

Litio-ioizko bateriak 1990eko hamarkadatik asko erabili izan dira bateria kargagarri gisa, gaitasun itzulgarri handia eta ziklo-egonkortasuna dutelako. Litioaren prezioaren igoera nabarmenarekin eta litio-ioizko pilen oinarrizko beste osagai batzuen eskaria gero eta handiagoa dela eta, litiozko baterien lehengaien eskasia gero eta handiagoa denez, dauden elementu ugarietan oinarritutako sistema elektrokimiko berriak eta merkeagoak esploratzera behartzen gaitu. . Kostu baxuagoko sodio-ioizko bateriak dira aukerarik onena. Sodio-ioizko bateria ia litio-ioizko bateriarekin batera aurkitu zen, baina bere ioi-erradio handia eta ahalmen txikia dela eta, jendeak joera handiagoa du litio-elektrizitatea aztertzera, eta sodio-ioizko bateriari buruzko ikerketa ia gelditu egin zen. Azken urteotan ibilgailu elektrikoen eta energia biltegiratzeko industriaren hazkunde azkarrarekin, litio-ioizko bateriarekin aldi berean proposatu den sodio-ioizko bateriak jendea erakarri du berriro.'ren arreta.

Litioa, sodioa eta potasioa elementuen taula periodikoko metal alkalinoak dira. Antzeko propietate fisiko eta kimikoak dituzte eta teorian bateriaren bigarren mailako material gisa erabil daitezke. Sodio-baliabideak oso aberatsak dira, oso banatuta Lurraren azalean eta erraz ateratzeko. Litioaren ordezko gisa, sodioari gero eta arreta handiagoa eman zaio bateriaren eremuan. Bateriafabrikatzaileasnahastusodio-ioi bateriaren bide teknologikoa martxan jartzeko.Energia Biltegiratze Berriaren Garapena Bizkortzeari buruzko Iritzi Gidariak, Energiaren arloko Berrikuntza Zientifiko eta Teknologikoko Plana 14. Bost Urteko Planaren Epealdian, etaBost Urteko Planaren 14. Epean Energia Biltegiratze Berria Garatzeko Ezarpen PlanaGarapen eta Erreforma Batzorde Nazionalak eta Energiaren Administrazio Nazionalak igorritako errendimendu handiko energia biltegiratzeko teknologien belaunaldi berri bat garatzea aipatu dute, hala nola sodio-ioizko bateriak. Industria eta Informazio Teknologia Ministerioak (MIIT) bateria berriak ere sustatu ditu, hala nola sodio-ioizko bateriak, energia-industria berriaren garapenerako balasto gisa. Sodio-ioizko baterien industriako estandarrak ere lanean ari dira. Espero da industriak inbertsioak areagotzen dituen heinean, teknologia heldu egiten dela eta industria-katea pixkanaka hobetzen doan heinean, kostu handiko errendimenduko sodio-ioizko bateriak litio-ioizko bateriaren merkatuaren zati bat okupatzea espero da.

Sodio-ioizko bateria versus litio-ioizko bateria

• Sodio-ioizko bateriaren karbono-elektrodo negatiboak kostu txikiagoa eta aldaketa-espazio handiagoa du grafitoak baino.
• Aluminio-papera korronte-kolektore gisa erabil daiteke sodio-ioizko baterien elektrodo positibo eta negatiborako. Litio-ioizko bateriek potentzial negatibo baxua dute eta kobrezko papera erabili behar dute, korrosituta ez dagoena. Sodio-ioizko pilek, berriz, potentzial negatibo handia dute, beraz, ez dute sodioarekin aleatzen. Aluminio papera pisu eta kostu txikiagoa da kobrezko papera baino.
• Elektrolitoan, Na-ren disolbagarritasuna⁺ Li-rena baino %30 inguru txikiagoa da⁺. Disoluzio-tasa handia da, eta elektrodo-elektrolitoen interfazearen karga-transferentzia-erresistentzia txikia da, eta horrek elektrodoen dinamika hobea eskaintzen du. Hori dela eta, sodio-ioi kargaren deskarga-tasa altua da tenperatura altuetan eta tenperatura baxuan, eta tenperatura baxuko errendimendua bikaina da eta azkar kargatu daiteke.
• Sodio-ioizko bateriek elektrodo positibo-materialen aukera zabalagoa dute. Taula periodikoaren lehen lerroko trantsizio-metal elementu ia guztiak erabil daitezke sodio-ioizko piletan. Na-ren arteko tamaina diferentzia handiaren ondorioz gertatzen da⁺ (0,102 nm-ko erradioa) eta trantsizio-metal ioiak (0,05-0,07 nm-ko erradioa), hauen bereizketa egokia da.
• Sodio-ioizko bateria baten barne-erresistentzia litio-ioizko bateriarena baino handiagoa da. Zirkuitu laburren kasuan, berehalako beroa txikiagoa da, tenperatura igoera motelagoa da eta ihes-tenperatura termikoa litiozko bateriarena baino handiagoa da, beraz, sodio-ioizko bateria seguruagoa da.
• Sodio-ioiaren erradio handiak materiala haustura ekar dezake elektrodoaren materialetik kentzean, eta horrela bateriaren errendimendu zinetiko orokorrari eta elektrodoaren osotasunari eragin diezaioke.
• Sodioak elektrodo potentzial estandar askoz handiagoa du (litioa baino 0,33 V handiagoa), eta ondorioz energia-dentsitate txikiagoa da eta litio-ioizko pilekin lehiatzea zaildu egiten du energiaren sektorean.

Ikerketaren azken aurrerapena

Azken urteotan, sodio-ioizko bateriei buruzko ikerketek kobaltorik gabeko katodo-material aurreratua barne hartzen dute sodio-ioizko baterietarako, kostu baxuko sulfato polianionikoa sodio-ioizko baterien elektrodo positiboarako, sodioaren elektrodo positiboan erabiltzen diren nano-pb konposatuak. -ioizko bateriak, anodo organikoko materialei buruzko oinarrizko ikerketak sodio-ioizko piletarako balizko aplikazio komertzialetarako, anodo-material gisa erabiltzen diren eztain-oinarritutako metal-oxidoak eta sulfuroak. sodio-ioizko bateriak, karbono-material aurreratuen nanoingeniaritza sodio-ioizko baterietan, eta in situ karakterizazio aurreratuaren aplikazioa sodio-ioizko baterien azterketan. Oro har, oraindik ere ikerketa-puntu bat da errendimendu handiko elektrodo positiboak eta negatiboak lortzeko materialak aldatzeko bitartekoak optimizatzeko, prestatzeko metodoak hobetzeko eta sodio-ioizko baterien lehiakortasun orokorra hobetzeko sodioa biltegiratzeko mekanismoa aztertzeko.