Sistema multicámara de diseño personalizado con caracterizaciones de espectroscopía de fotoelectrones ultravioleta (UPS) y espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS). Resultados clave de este trabajo. Crédito:Yuan Liu, Xu Lian, Zhangdi Xie, Jinlin Yang, Yishui Ding, Wei Chen
Las baterías de metal de sodio (SMB) han atraído mucha atención debido a su alta capacidad teórica (1166 mAh/g), bajo potencial redox (−2,71 V frente a SHE), alta abundancia de material natural y bajo costo. Sin embargo, el crecimiento de las dendritas da como resultado un bajo rendimiento de la batería y graves problemas de seguridad, lo que inhibe la aplicación comercial de las PYMES.
Para estabilizar los ánodos metálicos de sodio, se han desarrollado varios métodos para optimizar la capa de interfase de electrolito sólido (SEI) y ajustar el comportamiento de galvanoplastia/desprendimiento del sodio. Entre ellos, el desarrollo de materiales anfitriones de ánodos y la adición de aditivos de electrolitos para construir una capa protectora son formas prometedoras y convenientes. Para lograr el diseño racional de anfitriones de ánodos avanzados y aditivos de electrolitos, la comprensión del proceso de interacción entre el sodio metálico y esos materiales orgánicos es de gran importancia.
Los investigadores dirigidos por el Prof. Wei Chen de la Universidad Nacional de Singapur, Singapur, están interesados en la protección de la interfaz de los ánodos de sodio metálico, que es indispensable para el desarrollo de baterías de sodio metálico. Vincularon de forma creativa los métodos de investigación de interfaces in situ con la protección de los ánodos metálicos de sodio.
Dado que el sistema de batería es complicado con varias composiciones de electrolitos y reacciones secundarias, para simplificar el sistema de investigación y brindar evidencia directa sobre el proceso de interacción entre los ánodos metálicos de sodio y los aditivos (o anfitriones) de electrolitos, utilizaron moléculas orgánicas como sistemas modelo. A través de sus sistemas UHV-XPS/UPS in situ diseñados a medida, desentrañaron el proceso de interacción de Na en Na/CuPc y Na/F16 Las interfaces de CuPc, especialmente el efecto de la fluoración en los sitios sodiofílicos, que brindan información sobre el diseño radical de los aditivos electrolíticos que contienen flúor y los anfitriones para la protección de los ánodos metálicos de sodio.
El trabajo titulado fue publicado en Frontiers of Optoelectronics . Los aditivos de electrolitos reactivos mejoran el rendimiento de las baterías de metal de litio
