नई ऊर्जा दौड़ का विश्लेषण-सोडियम नमक बैटरी पर शोध

सोडियम नमक बैटरी प्रौद्योगिकी स्रोत परिचय

1967 से 1982 तक ब्रिटिश रेलवे ने सोडियम निकल बैटरी पर अनुसंधान किया और 1982 में इस बैटरी अनुसंधान के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए यूनाइटेड किंगडम में बीटा इंस्टीट्यूट की स्थापना की गई;

1987 से 1997 तक इलेक्ट्रिक यात्री कार पर अनुसंधान किया गया, पांच साल तक एक लाख किलोमीटर की लाइफ टेस्ट की गई, तब कोई बड़ी समस्या नहीं आई;

1999 में, एमईएस-डीईए ने बीटा रिसर्च इंस्टीट्यूट की तकनीक हासिल कर ली और बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू कर दिया।

2001 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में GE ने ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी मूल्यांकन किया। लंबे समय तक खोजबीन के बाद, यह पाया गया कि सोडियम निकल बैटरी एक उत्कृष्ट ऊर्जा भंडारण बैटरी थी। 2007 में, GE ने यूनाइटेड किंगडम में बीटा रिसर्च इंस्टीट्यूट का अधिग्रहण किया, और 2012 में, GE ने संयंत्र का निर्माण पूरा कर लिया।

2017 में, चिल्वे ने अप्रैल 2019 में झेजियांग एएमपावर कंपनी लिमिटेड की स्थापना की, जिसने चीन में पहला बड़े पैमाने पर उत्पादन उद्यम शुरू किया।

2023 में नए साल की शुरुआत में, AMPower ने एक बड़ा ऑर्डर देना जारी रखा, जिससे 290 से अधिक बैटरी समूह बेचे गए, जो एक अच्छी शुरुआत थी!

सोडियम नमक बैटरी का प्रक्रिया मार्ग

इस प्रकार की बैटरी को ऑल-सॉलिड सोडियम बैटरी भी कहा जाता है। बैटरी सिस्टम में, नेगेटिव इलेक्ट्रोड सोडियम मेटल है और पॉजिटिव इलेक्ट्रोड निकल क्लोराइड है। पहला इलेक्ट्रोलाइट बीटा-एल्यूमिना है, और दूसरा एक अकार्बनिक नमक, सोडियम टेट्राक्लोरोएल्यूमिनेट है। ऑपरेटिंग तापमान लगभग 250 से 350 डिग्री है। सोडियम आयन बैटरी के लाभ और हानि को महसूस करने के लिए सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट डायाफ्राम के माध्यम से आगे और पीछे माइग्रेट करते हैं, और अंत में चार्ज और डिस्चार्ज को महसूस करते हैं। यह बैटरी का तंत्र है। रनटाइम प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

जब बैटरी चार्ज होती है, तो इलेक्ट्रॉन पॉजिटिव से नेगेटिव की ओर प्रवाहित होते हैं। नमक (सोडियम क्लोराइड) में सोडियम आयन सॉलिड सिरेमिक इलेक्ट्रोड के माध्यम से नेगेटिव टैंक टर्मिनल की ओर पलायन करते हैं। शेष क्लोराइड आयन निकेल से चिपक जाते हैं और कैथोड माध्यम में निकेल क्लोराइड बनाते हैं। सोडियम सिरेमिक ट्यूब के बाहर एक पिघली हुई एनोड परत बनाता है, जो स्टील टैंक के संपर्क में आती है और बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाती है। डिस्चार्ज के दौरान, इलेक्ट्रॉन वापस लौटते हैं और पिघले हुए सोडियम को Na+ आयनों में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो सोडियम क्लोराइड बनाने के लिए सॉलिड सिरेमिक ट्यूब के माध्यम से वापस लौटते हैं। निकेल क्लोराइड निकेल धातु में कम हो जाता है। बैटरी की विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

तकनीकी मार्ग को मोटे तौर पर निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

सोडियम-निकल बैटरी की कैथोड सामग्री ठोस सोडियम क्लोराइड और निकल कण है, डायाफ्राम सिरेमिक ट्यूब है, और इलेक्ट्रोलाइट सोडियम टेट्राक्लोरोएलुमिनेट है, जो सभी बहुत आम हैं, इसलिए लागत बहुत कम है।

दूसरा, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की अनुपस्थिति में, मोनोमर सोडियम का उत्पादन नहीं होता है; बैटरी के अंदर कोई एसिड या अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स नहीं होते हैं, इसलिए सोडियम-निकल बैटरी गैर विषैली होती है और पर्यावरण को कोई नुकसान नहीं पहुंचाती है।

आम तौर पर, अपेक्षाकृत सुरक्षित बैटरी ऊर्जा घनत्व अपेक्षाकृत कम होगा, सोडियम निकल बैटरी वॉल्यूम ऊर्जा घनत्व 400Wh / एल तक पहुंच सकता है, टर्नरी लिथियम के करीब; वजन ऊर्जा घनत्व 160Wh / किग्रा तक पहुंच सकता है, और समूह के बाद वजन ऊर्जा घनत्व 110-120 Wh / किग्रा तक पहुंच सकता है, जो लिथियम आयरन फॉस्फेट सामग्री के स्तर के समान है। सोडियम-निकल बैटरी वर्तमान में बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण में उपयोग की जाने वाली लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का एक अच्छा विकल्प है।

चक्र जीवन के संदर्भ में, सोडियम-निकल बैटरी भी ऊर्जा भंडारण के लिए बनाई गई हैं। इसकी व्यक्तिगत विशिष्ट ऊर्जा 135 वाट-घंटे प्रति किलोग्राम तक पहुँचती है, सेवा जीवन लिथियम बैटरी की तुलना में 2 से 5 गुना है, 80% DOD चक्र जीवन 7500 गुना तक है, सिस्टम की संरचना के बाद, वॉल्यूम लिथियम बैटरी सिस्टम की तुलना में 50% से अधिक छोटा है, पूरे जीवन चक्र की लागत लिथियम बैटरी की तुलना में 50% कम है।

सोडियम नमक बैटरी का लाभ

(1) लागत, इसमें तांबा, लिथियम और कोबाल्ट जैसी महंगी धातुओं का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय, इसमें ठोस सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट्स और सामान्य सोडियम नमक का उपयोग किया जाता है। यह प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है, इसे प्राप्त करना आसान है, आपूर्ति श्रृंखला संबंधी कोई समस्या नहीं है और यह सस्ता है।

(2) उच्च सुरक्षा, सेल स्तर की सुरक्षा संरक्षण और आग बुझाने वाले उपकरण की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि आंतरिक बैटरी अकार्बनिक नमक, अकार्बनिक धातु, सोडियम, निकल, ठोस इलेक्ट्रोलाइट -एल्यूमिना से बनी है, इलेक्ट्रोलाइट के अंदर लिथियम के विपरीत, कार्बनिक पदार्थ का अस्तित्व, हम अकार्बनिक पदार्थ मौजूद हैं, कोई जलने वाला पदार्थ नहीं है। बैटरी किसी भी तरह से जलेगी या फटेगी नहीं। यह बैटरी की सबसे बड़ी विशेषता है।

(3) अच्छा पर्यावरण सहिष्णुता, बैटरी में व्यापक तापमान के लिए बहुत अच्छी सहिष्णुता है, शून्य से 40 डिग्री पर क्षमता और ऊर्जा परीक्षण, कमरे के तापमान का 100.9% जारी कर सकता है; +60 डिग्री पर क्षमता और ऊर्जा परीक्षण कमरे के तापमान का 101.6% जारी कर सकता है; इसलिए सोडियम बैटरी का उपयोग रेगिस्तान में बहुत, बहुत गर्म जलवायु के साथ-साथ बहुत, बहुत ठंडे जलवायु में भी किया जा सकता है।

(4) लंबी साइकिल लाइफ़। बैटरी की सबसे महत्वपूर्ण तकनीक एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट, बीटा-एल्यूमिना है, जो इलेक्ट्रोलाइट और डायाफ्राम के रूप में कार्य करता है। दूसरी ओर, एक अच्छी तकनीक सकारात्मक इलेक्ट्रोड और नकारात्मक इलेक्ट्रोड को संयोजित करना और सिरेमिक ट्यूब में कण बनाना है। बैटरी जीवन के संदर्भ में, यूके के लोगों ने DOD के 80% परीक्षण किए, और 3,500 सप्ताह के बाद संभवतः 90% से अधिक बिजली बची थी। बैटरी मॉड्यूल का सामान्य चक्र जीवन 4500 गुना से अधिक है। मौजूदा परीक्षण स्थिति के अनुसार, बैटरी का जीवन अनुमानित है। यदि यह 2 घंटे है, तो बैटरी का जीवन 6,000 गुना होने का अनुमान है, 3 घंटे 10,000 गुना है, 8 घंटे 25,000 गुना है।

ओवरचार्ज और रिलीज प्रदर्शन का दूसरा पहलू बेहतर है, ओवरचार्ज और रिलीज प्रक्रिया, उत्पन्न सामग्री बैटरी ही है, या तो सक्रिय सामग्री, या बैटरी का कच्चा माल, कच्चा माल उच्च तापमान यौगिक प्रतिक्रिया के मामले में होगा, और सक्रिय पदार्थ बन जाएगा।

शॉर्ट सर्किट प्रतिरोध का तीसरा पहलू अच्छा है, लिथियम आयन शॉर्ट सर्किट के कारण बैटरी मॉड्यूल के थर्मल नियंत्रण का कारण होगा; जब सोडियम नमक बैटरी में सिरेमिक ट्यूब टूट जाती है और शॉर्ट-सर्किट हो जाती है, तो धातु सोडियम और इलेक्ट्रोलाइट सोडियम टेट्राक्लोरोक्लोरेट प्रतिक्रिया करके एल्यूमीनियम बनाते हैं। सिरेमिक ट्यूब में दरारों के बीच की खाई को एल्यूमीनियम से भर दिया जाता है ताकि प्रतिक्रिया आगे न बढ़े, और सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रवाहकीय होते हैं। इस तरह, शॉर्ट-सर्किट बैटरी एक कंडक्टर के बराबर होती है, और पूरे बैटरी मॉड्यूल का वोल्टेज 2.58 वोल्ट के सेल के वोल्टेज में गिरावट के बराबर होता है। इसके अलावा, 5% से 10% बैटरी मॉड्यूल को विफल होने की अनुमति है, और मॉड्यूल को सेल की विफलता सीमा के भीतर सामान्य रूप से उपयोग किया जा सकता है।