මානව ශිෂ්ටාචාරයේ ප්‍රගතිය සඳහා ද්‍රව්‍යමය පදනම ලෙස බලශක්තිය සැමවිටම වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කර ඇත.එය මානව සමාජයේ දියුණුවට නැතිවම බැරි සහතිකයකි.ජලය, වාතය සහ ආහාර සමඟ එක්ව, එය මිනිසාගේ පැවැත්ම සඳහා අවශ්‍ය කොන්දේසි සහ මිනිස් ජීවිතයට සෘජුවම බලපායි..

බලශක්ති කර්මාන්තයේ දියුණුව දර "යුගය" සිට ගල් අඟුරු "යුගය" දක්වාත්, පසුව ගල් අඟුරු "යුගය" සිට තෙල් "යුගය" දක්වාත් ප්රධාන පරිවර්තන දෙකකට භාජනය වී ඇත.දැන් එය තෙල් "යුගය" සිට පුනර්ජනනීය බලශක්ති වෙනස් කිරීමේ "යුගය" දක්වා වෙනස් වීමට පටන් ගෙන තිබේ.

19 වන ශතවර්ෂයේ මුල් භාගයේ ගල් අඟුරු ප්‍රධාන මූලාශ්‍රයේ සිට 20 වන සියවසේ මැද භාගයේ ප්‍රධාන ප්‍රභවය ලෙස තෙල් දක්වා, මිනිසුන් වසර 200 කට වැඩි කාලයක් තිස්සේ මහා පරිමාණයෙන් පොසිල ශක්තිය භාවිතා කර ඇත.කෙසේ වෙතත්, ෆොසිල ශක්තිය විසින් ආධිපත්‍යය දරන ගෝලීය බලශක්ති ව්‍යුහය එය තවදුරටත් පොසිල ශක්තිය ක්ෂය වීමෙන් දුරස් නොවේ.

ගල් අඟුරු, තෙල් සහ ස්වාභාවික වායු වලින් නියෝජනය වන සාම්ප්‍රදායික පොසිල බලශක්ති ආර්ථික වාහකයන් තුන නව සියවසේදී වේගයෙන් අවසන් වන අතර, භාවිතය සහ දහනය කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී එය හරිතාගාර ආචරණය ද ඇති කරයි, විශාල දූෂක ප්‍රමාණයක් ජනනය කරයි, සහ දූෂණය කරයි. පරිසරය.

එබැවින්, පොසිල ශක්තිය මත යැපීම අවම කිරීම, පවතින අතාර්කික බලශක්ති භාවිත ව්‍යුහය වෙනස් කිරීම සහ පිරිසිදු හා දූෂණයෙන් තොර නව පුනර්ජනනීය බලශක්තිය සෙවීම අත්‍යවශ්‍ය වේ.

වර්තමානයේ, පුනර්ජනනීය බලශක්තියට ප්‍රධාන වශයෙන් සුළං ශක්තිය, හයිඩ්‍රජන් ශක්තිය, සූර්ය ශක්තිය, ජෛව ස්කන්ධ ශක්තිය, උදම් බලශක්තිය සහ භූතාපජ ශක්තිය යනාදිය ඇතුළත් වන අතර සුළං ශක්තිය සහ සූර්ය ශක්තිය ලොව පුරා වත්මන් පර්යේෂණ උණුසුම් ස්ථාන වේ.

කෙසේ වෙතත්, විවිධ පුනර්ජනනීය බලශක්ති ප්‍රභවයන් කාර්යක්ෂම ලෙස පරිවර්තනය කිරීම සහ ගබඩා කිරීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම තවමත් සාපේක්ෂ දුෂ්කර බැවින් ඒවා ඵලදායී ලෙස භාවිතා කිරීම අපහසු වේ.

මෙම අවස්ථාවේ දී, මිනිසා විසින් නව පුනර්ජනනීය බලශක්තිය ඵලදායී ලෙස භාවිතා කිරීම අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, වර්තමාන සමාජ පර්යේෂණවල උණුසුම් ස්ථානයක් වන පහසු සහ කාර්යක්ෂම නව බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීම අවශ්ය වේ.

වර්තමානයේ, ලිතියම්-අයන බැටරි, වඩාත් කාර්යක්ෂම ද්විතියික බැටරි වලින් එකක් ලෙස, විවිධ ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග, ප්රවාහනය, අභ්යවකාශය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වේ., සංවර්ධනය සඳහා අපේක්ෂාවන් වඩා දුෂ්කර ය.

සෝඩියම් සහ ලිතියම් වල භෞතික හා රසායනික ගුණාංග සමාන වන අතර එය බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ බලපෑමක් ඇත.එහි පොහොසත් අන්තර්ගතය, සෝඩියම් ප්රභවයේ ඒකාකාර ව්යාප්තිය සහ අඩු මිල නිසා, එය අඩු පිරිවැය සහ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයේ ලක්ෂණ ඇති මහා පරිමාණ බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ තාක්ෂණයේ භාවිතා වේ.

සෝඩියම් අයන බැටරිවල ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය අතර ස්ථර සංක්‍රාන්ති ලෝහ සංයෝග, බහුඅයන, සංක්‍රාන්ති ලෝහ පොස්පේට්, හරය-ෂෙල් නැනෝ අංශු, ලෝහ සංයෝග, දෘඩ කාබන් ආදිය ඇතුළත් වේ.

ස්වභාවධර්මයේ අතිශයින් බහුල සංචිත සහිත මූලද්‍රව්‍යයක් ලෙස, කාබන් මිළ අඩු සහ පහසුවෙන් ලබා ගත හැකි අතර, සෝඩියම්-අයන බැටරි සඳහා ඇනෝඩ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස විශාල පිළිගැනීමක් ලබා ඇත.

ග්‍රැෆිටීකරණයේ මට්ටම අනුව, කාබන් ද්‍රව්‍ය කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: ග්‍රැෆිටික් කාබන් සහ අස්ඵටික කාබන්.

අස්ඵටික කාබන් වලට අයත් දෘඩ කාබන්, 300mAh/g ක සෝඩියම් ගබඩා විශේෂිත ධාරිතාවක් ප්‍රදර්ශනය කරන අතර, ඉහළ ග්‍රැෆිටේෂන් මට්ටමක් ඇති කාබන් ද්‍රව්‍ය ඒවායේ විශාල පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය සහ ශක්තිමත් අනුපිළිවෙල හේතුවෙන් වාණිජමය භාවිතයට අපහසු වේ.

එබැවින්, මිනිරන් නොවන දෘඩ කාබන් ද්රව්ය ප්රධාන වශයෙන් ප්රායෝගික පර්යේෂණ සඳහා භාවිතා වේ.

සෝඩියම්-අයන බැටරි සඳහා ඇනෝඩ ද්‍රව්‍යවල ක්‍රියාකාරීත්වය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා, කාබන් ද්‍රව්‍යවල ශක්ති ගබඩා කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කළ හැකි අයන මාත්‍රණයක් හෝ සංයෝගයක් මගින් කාබන් ද්‍රව්‍යවල හයිඩ්‍රොෆිලිසිටි සහ සන්නායකතාව වැඩිදියුණු කළ හැක.

සෝඩියම් අයන බැටරියේ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය ලෙස, ලෝහ සංයෝග ප්රධාන වශයෙන් ද්විමාන ලෝහ කාබයිඩ් සහ නයිට්රයිඩ වේ.ද්විමාන ද්‍රව්‍යවල විශිෂ්ට ලක්ෂණ වලට අමතරව, ඒවාට සෝඩියම් අයන අවශෝෂණය හා අන්තර් ක්‍රියාකාරිත්වය මගින් ගබඩා කිරීම පමණක් නොව, සෝඩියම් සමඟ ඒකාබද්ධ කළ හැකිය.

ලෝහ සංයෝග ලබාගැනීමේ අධික පිරිවැය සහ දුෂ්කරතාවය හේතුවෙන් කාබන් ද්රව්ය තවමත් සෝඩියම්-අයන බැටරි සඳහා ප්රධාන ඇනෝඩ ද්රව්ය වේ.

ස්ථර සංක්‍රාන්ති ලෝහ සංයෝගවල නැගීම සිදුවන්නේ ග්‍රැෆීන් සොයා ගැනීමෙන් පසුවය.වර්තමානයේ, සෝඩියම්-අයන බැටරි වල භාවිතා වන ද්විමාන ද්රව්ය ප්රධාන වශයෙන් සෝඩියම් මත පදනම් වූ ස්ථර NaxMO4, NaxCoO4, NaxMnO4, NaxVO4, NaxFeO4, ආදිය ඇතුළත් වේ.

පොලියානික් ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය මුලින්ම ලිතියම්-අයන බැටරි ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ වල භාවිතා කරන ලද අතර පසුව සෝඩියම්-අයන බැටරි වල භාවිතා කරන ලදී.වැදගත් නියෝජිත ද්‍රව්‍ය අතර NaMnPO4 සහ NaFePO4 වැනි ඔලිවයින් ස්ඵටික ඇතුළත් වේ.

සංක්‍රාන්ති ලෝහ පොස්පේට් මුලින් ලිතියම්-අයන බැටරිවල ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී.සංශ්ලේෂණ ක්රියාවලිය සාපේක්ෂව පරිණත වන අතර බොහෝ ස්ඵටික ව්යුහයන් ඇත.

ෆොස්ෆේට්, ත්‍රිමාණ ව්‍යුහයක් ලෙස, සෝඩියම් අයන විසන්ධි කිරීම සහ අන්තර් සම්බන්ධ කිරීම සඳහා හිතකර රාමු ව්‍යුහයක් ගොඩනඟයි, පසුව විශිෂ්ට බලශක්ති ගබඩා කාර්ය සාධනයක් සහිත සෝඩියම් අයන බැටරි ලබා ගනී.

කෝර්-ෂෙල් ව්‍යුහ ද්‍රව්‍යය යනු මෑත වසරවලදී පමණක් මතු වූ සෝඩියම්-අයන බැටරි සඳහා නව ආකාරයේ ඇනෝඩ ද්‍රව්‍යයකි.මුල් ද්රව්ය මත පදනම්ව, මෙම ද්රව්යය අතිවිශිෂ්ට ව්යුහාත්මක නිර්මාණයක් හරහා හිස් ව්යුහයක් ලබා ඇත.

වඩාත් සුලභ මූලික කවච ව්‍යුහ ද්‍රව්‍ය අතරට කුහර කොබෝල්ට් සෙලේනයිඩ් නැනෝ කියුබ්, Fe-N සම මාත්‍රණය කළ කෝර්-ෂෙල් සෝඩියම් වැනේඩේට් නැනෝගෝල, සිදුරු සහිත කාබන් හොලෝ ටින් ඔක්සයිඩ් නැනෝගෝල සහ අනෙකුත් හිස් ව්‍යුහයන් ඇතුළත් වේ.

ඉන්ද්‍රජාලික හිස් හා සිදුරු සහිත ව්‍යුහය සමඟින් එහි ඇති විශිෂ්ට ලක්ෂණ නිසා වැඩි විද්‍යුත් රසායනික ක්‍රියාකාරකම් විද්‍යුත් විච්ඡේදකයට නිරාවරණය වන අතර, ඒ සමඟම, කාර්යක්ෂම බලශක්ති ගබඩාවක් ලබා ගැනීම සඳහා එය විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ අයන සංචලනය ද බෙහෙවින් ප්‍රවර්ධනය කරයි.

බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ තාක්ෂණයේ දියුණුව ප්‍රවර්ධනය කරමින් ගෝලීය පුනර්ජනනීය බලශක්තිය අඛණ්ඩව ඉහළ යයි.

වර්තමානයේ විවිධ ශක්ති ගබඩා කිරීමේ ක්‍රම අනුව එය භෞතික ශක්ති ගබඩාව සහ විද්‍යුත් රසායනික ශක්ති ගබඩාව ලෙස බෙදා දැක්විය හැක.

අධි ආරක්‍ෂාව, අඩු පිරිවැය, නම්‍යශීලී භාවිතය සහ ඉහළ කාර්යක්‍ෂමතාවයේ ඇති වාසි නිසා විද්‍යුත් රසායනික බලශක්ති ගබඩාව වර්තමාන නව බලශක්ති ගබඩා තාක්‍ෂණයේ සංවර්ධන ප්‍රමිතීන් සපුරාලයි.

විවිධ විද්‍යුත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රියාවලීන්ට අනුව, විද්‍යුත් රසායනික බලශක්ති ගබඩා බල ප්‍රභවයන් ප්‍රධාන වශයෙන් අධි ධාරිත්‍රක, ඊයම්-අම්ල බැටරි, ඉන්ධන බල බැටරි, නිකල්-ලෝහ හයිඩ්‍රයිඩ් බැටරි, සෝඩියම්-සල්ෆර් බැටරි සහ ලිතියම්-අයන බැටරි ඇතුළත් වේ.

බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ තාක්‍ෂණයේදී, නම්‍යශීලී ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය ඒවායේ සැලසුම් විවිධත්වය, නම්‍යශීලී බව, අඩු පිරිවැය සහ පාරිසරික ආරක්ෂණ ලක්ෂණ හේතුවෙන් බොහෝ විද්‍යාඥයින්ගේ පර්යේෂණ උනන්දුව ආකර්ෂණය කර ඇත.

කාබන් ද්‍රව්‍යවලට විශේෂ තාප රසායනික ස්ථායීතාවයක්, හොඳ විද්‍යුත් සන්නායකතාවයක්, ඉහළ ශක්තියක් සහ අසාමාන්‍ය යාන්ත්‍රික ගුණ ඇති අතර, ඒවා ලිතියම්-අයන බැටරි සහ සෝඩියම්-අයන බැටරි සඳහා පොරොන්දු වූ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ බවට පත් කරයි.

අධි ධාරිත්‍රක අධි ධාරා තත්ත්ව යටතේ ඉක්මනින් ආරෝපණය කර විසර්ජනය කළ හැකි අතර චක්‍ර ආයු කාලය 100,000 ගුණයකට වඩා වැඩිය.ඒවා ධාරිත්‍රක සහ බැටරි අතර නව ආකාරයේ විශේෂ විද්‍යුත් රසායනික බලශක්ති ගබඩා බල සැපයුමකි.

අධි ධාරිත්‍රකවල අධි බල ඝණත්වය සහ ඉහළ ශක්ති පරිවර්තන අනුපාතය යන ලක්ෂණ ඇත, නමුත් ඒවායේ ශක්ති ඝනත්වය අඩුය, ඒවා ස්වයං විසර්ජනයට ගොදුරු වේ, අනිසි ලෙස භාවිතා කරන විට ඉලෙක්ට්‍රෝලය කාන්දු වීමට ඉඩ ඇත.

ඉන්ධන බල කෝෂයට ආරෝපණයක් නොමැති, විශාල ධාරිතාවක්, ඉහළ නිශ්චිත ධාරිතාවක් සහ පුළුල් නිශ්චිත බල පරාසයක ලක්ෂණ තිබුණද, එහි ඉහළ මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වය, අධික පිරිවැය සහ අඩු බලශක්ති පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවය වාණිජකරණ ක්‍රියාවලියේදී පමණක් ලබා ගත හැකිය.ඇතැම් වර්ගවල භාවිතා වේ.

ඊයම් අම්ල බැටරි අඩු මිල, පරිණත තාක්‍ෂණය සහ ඉහළ ආරක්‍ෂාව යන වාසි ඇති අතර, සංඥා පදනම් මධ්‍යස්ථාන, විදුලි බයිසිකල්, මෝටර් රථ සහ ජාල බලශක්ති ගබඩා කිරීමේදී බහුලව භාවිතා කර ඇත.පරිසරය දූෂණය කිරීම වැනි කෙටි පුවරු බලශක්ති ගබඩා කිරීමේ බැටරි සඳහා වැඩි වැඩියෙන් අවශ්‍යතා සහ ප්‍රමිතීන් සපුරාලිය නොහැක.

Ni-MH බැටරි වල ප්‍රබල බහුකාර්යතාව, අඩු කැලරි අගය, විශාල මොනමර් ධාරිතාව සහ ස්ථායී විසර්ජන ලක්ෂණ යන ලක්ෂණ ඇත, නමුත් ඒවායේ බර සාපේක්ෂව විශාල වන අතර බැටරි ශ්‍රේණි කළමනාකරණයේ බොහෝ ගැටලු ඇති අතර එය පහසුවෙන් තනි දියවීමට හේතු විය හැක. බැටරි බෙදුම්කරුවන්.