¿Qué diferencia marca LiTFSI en las baterías de sodio-metal?
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Nota del editor: Las baterías de sodio-metal son importantes para el almacenamiento de energía a gran escala y los dispositivos electrónicos móviles, ya que ofrecen alta densidad energética y bajo costo. Sin embargo, el rendimiento del electrolito y la SEI limitan la vida útil y la tasa de carga/descarga de las baterías de sodio-metal. ¿Cómo influye el LiTFSI en las baterías de sodio-metal? A continuación, un ejemplo. Gracias a una investigación especial del equipo de Shuang Wan.
Abstracto
La construcción de una interfase electrolítica sólida (IES) robusta y rica en inorgánicos es uno de los enfoques cruciales para mejorar el rendimiento electroquímico de las baterías de sodio metálico (SMB). Sin embargo, la baja conductividad y distribución de los inorgánicos comunes en la IES perturban la difusión de Na+ e inducen una deposición de sodio no uniforme. En este trabajo, construimos una IES única con inorgánicos de alta conductividad uniformemente dispersos mediante la introducción de un LiTFSI de autosacrificio en el electrolito de carbonato a base de sal de sodio. El efecto de competencia reductora entre el LiTFSI y el FEC facilita la formación de la IES con inorgánicos uniformemente dispersos. En este caso, el Li₃N de alta conductividad y los inorgánicos proporcionan dominios de transporte rápido de iones y sitios de nucleación de alto flujo para Na+, lo que favorece una rápida deposición de sodio a alta velocidad. Por lo tanto, el SEI derivado de LiTFSI y FEC permite que la celda de Na∥Na₃V₂(PO₃)₃ presente una retención de capacidad del 89,15 % (87,62 mA hg⁻¹) a una tasa ultraalta de 60 °C después de 10 000 ciclos, mientras que la celda sin LiTFSI ofrece una retención de capacidad de tan solo el 48,44 % incluso después de 8000 ciclos. Además, la celda de bolsa de Na∥Na₃V₂(PO₃)₃ con el SEI especial presenta una retención de capacidad estable del 92,05 % a 10 °C después de 2000 ciclos. Este diseño único de SEI presenta una nueva estrategia para impulsar las celdas de tamaño pequeño (SMB) a operar en condiciones de tasa extremadamente alta.
Derechos de autor © 2023 Sociedad Química Estadounidense
Referencia
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224