a) Comparación de la resistencia a la oxidación y corrosión de la aleación eutéctica de Li-Na y el metal Na. Imágenes SEM para la aleación de Li-Na b), y electrodos de Na c) después de cinco ciclos de decapado / galvanoplastia. d) Perfiles de tensión para baterías metálicas simétricas. Ciclismo e), y tasa f) rendimiento de baterías de metal-O2 con y sin catalizadores Crédito:YAN Junmin, ZHANG Yu, ZHANG Xinbo
Tecnología actual de intercalación de iones de litio, incluso cuando está completamente desarrollado, es insuficiente para satisfacer la creciente demanda de fuentes de energía de alta densidad energética para vehículos eléctricos y electrónicos. Por lo tanto, oxígeno de metal alcalino no acuoso (AM-O 2 :AM =Li, N / A, etc.) las baterías están colocadas para reemplazar las baterías de iones de litio convencionales debido a su densidad de energía teórica ultra alta.
Sin embargo, La AM es extremadamente reactiva al aire y a casi todos los electrolitos no acuosos. resultando en reacciones parasitarias significativas. Es más, enchapado / decapado incontrolable de metal de Li o Na, generalmente emergiendo como dendritas, induce fácilmente cortocircuitos acompañados de eventos de incendio / explosión. Por lo tanto, para lograr un AM-O seguro y estable 2 celda, es importante resolver los problemas de dendrita y oxidación / corrosión.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por Zhang Xinbo del Instituto de Química Aplicada de Changchun (CIAC), Academia china de ciencias, Yan Junmin de la Universidad de Jilin, Zhang Yu de la Universidad de Beihang en Beijing desarrolló un AM-O de larga duración 2 batería con aleación eutéctica de Li-Na como nuevo ánodo de metal por primera vez. Sus hallazgos fueron publicados en Química de la naturaleza .
Descubrieron que el Li y el Na exhibían actividades de reacción similares y, por lo tanto, ambos podrían emplearse como componentes activos en baterías sin sacrificar la capacidad específica en comparación con otras aleaciones (p. Ej., Aleación de Na-Sn). Además, la aleación de Li y Na mejoró la resistencia a la corrosión y suprimió el crecimiento de dendritas metálicas.
En una batería de aleación de Li-Na, con la ayuda del aditivo electrolítico, la resultante dendrita suprimida, resistente a la oxidación, y el electrodo de aleación de Li-Na libre de grietas dotó a la aleación de Li-Na bimetálica aprótica recientemente propuesta 2 batería con buen rendimiento.
Es más, mediante la introducción de O eficiente 2 catalizadores de reducción / evolución (por ejemplo, Co / NCF), la vida útil cíclica y la capacidad de velocidad de la aleación Li-Na-O 2 la batería se mejoró significativamente.
"Creemos que esta estrategia también se puede aplicar a otros electrodos metálicos, como Zn, Mg, California, Al y así sucesivamente "dijo Zhang.
Mientras tanto, Este estudio proporciona una guía para el desarrollo de otras baterías bimetálicas, como las baterías de iones bimetálicos y las baterías bimetal-S. Estas baterías tienen nueva química, exhiben un rendimiento electroquímico mucho mejor que las baterías mono-metálicas, y adoptar métodos colaborativos para liberar el gran potencial del ánodo de metal alcalino.
