In che modo la tecnologia LiTFSI fa la differenza nelle batterie al sodio-metallo?
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Nota dell'editore: le batterie al sodio-metallo sono importanti per l'accumulo di energia su larga scala e per i dispositivi elettronici mobili, in quanto dispositivi di accumulo di energia ad alta densità energetica e basso costo. Tuttavia, le prestazioni dell'elettrolita e del SEI limitano la durata del ciclo e la velocità di carica/scarica delle batterie al sodio-metallo. In che modo la tecnologia LiTFSI fa la differenza nelle batterie al sodio-metallo? Ecco un esempio. Grazie a una ricerca speciale del team di Shuang Wan.
Astratto
La costruzione di un'interfase elettrolitica solida (SEI) robusta e ricca di inorganici è uno degli approcci cruciali per migliorare le prestazioni elettrochimiche delle batterie al sodio metallico (SMB). Tuttavia, la bassa conduttività e la distribuzione dei comuni inorganici nella SEI disturbano la diffusione di Na+ e inducono una deposizione non uniforme di sodio. In questo caso, costruiamo una SEI unica con inorganici ad alta conduttività distribuiti uniformemente, introducendo un LiTFSI auto-sacrificante nell'elettrolita carbonato a base di sale di sodio. L'effetto di competizione riduttiva tra LiTFSI e FEC facilita la formazione della SEI con inorganici distribuiti uniformemente. In questa fase, il Li3N ad alta conduttività e gli inorganici forniscono domini di trasporto ionico rapido e siti di nucleazione ad alto flusso per Na+, favorendo così una rapida deposizione di sodio ad alta velocità. Pertanto, il SEI derivato da LiTFSI e FEC consente alla cella Na∥Na3V2(PO4)3 di mostrare una ritenzione di capacità dell'89,15% (87,62 mA hg–1) a una velocità ultraelevata di 60 °C dopo 10.000 cicli, mentre la cella senza LiTFSI fornisce solo il 48,44% di ritenzione di capacità anche dopo 8.000 cicli. Inoltre, la cella a sacchetto Na∥Na3V2(PO4)3 con lo speciale SEI presenta una ritenzione di capacità stabile del 92,05% a 10 °C dopo 2.000 cicli. Questo esclusivo design del SEI illustra una nuova strategia per consentire alle SMB di operare in condizioni di velocità estremamente elevate.
Copyright © 2023 American Chemical Society
Riferimento
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224