Las baterías de iones de sodio se consideran uno de los sistemas alternativos más prometedores a las baterías de iones de litio, especialmente para aplicaciones a gran escala. Los óxidos de metales de transición a base de sodio con estructura en capas han sido el foco de los estudios, debido a los méritos de una síntesis fácil, estructura estable y densidades de alta energía. Desafortunadamente, la mayoría de los materiales de cátodo de tipo estratificado son sensibles al aire, lo que conduce a un alto costo de fabricación de las baterías de iones de sodio e impide en gran medida la utilización práctica de las baterías de iones de sodio.

Para promover la aplicación práctica de las baterías de iones de sodio, es necesario comprender y resolver su escasa estabilidad en el aire. En una revisión que resume los conocimientos más recientes y las soluciones deseadas para la sensibilidad al aire, los autores primero resumieron los fundamentos de los materiales de óxido en capas a base de sodio, luego se concentraron en la estabilidad del aire de los cátodos en capas y plantearon cuestiones clave para la comunidad de investigación. atención.

El mecanismo de la sensibilidad al aire es complejo e involucra múltiples reacciones químicas y físicas. Varios componentes del aire, como el oxígeno, el agua y el dióxido de carbono, participan en la reacción con el material del cátodo de óxido en capas, según la estructura cristalina del material del cátodo. Se discutieron diferentes estrategias para mejorar la estabilidad del aire, incluida la introducción de recubrimiento de superficie, el lavado de materiales de cátodo y la sustitución de elementos en sitios de metales de transición o sitios de sodio.

Los autores han encontrado que falta información instructiva para diseñar racionalmente materiales prácticos. Sin embargo, la cantidad de progreso realizado cada año en este campo es alentador. Además, dado que la mayoría de las estrategias descritas en esta revisión no son mutuamente excluyentes, se podrían combinar diferentes estrategias para modificar multiplicativamente los materiales a fin de lograr un efecto sinérgico. Se espera que esta revisión sea útil para la comunidad de investigación y en el avance de la implementación de las baterías de iones de sodio.

La investigación se publica en Science China Chemistry por el Dr. Hu-Rong Yao (Universidad Normal de Fujian), el Dr. Lituo Zheng (Universidad Normal de Fujian), el Prof. Sen Xin (Instituto de Química, Academia China de Ciencias) y el Prof. Yu-Guo Guo (Instituto de Química, Universidad China Academia de Ciencias). + Explora más

Nuevo material empuja a las baterías de iones de sodio a eliminar el costoso litio