Como o LiTFSI faz a diferença em baterias de sódio-metal?
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Nota do editor: Baterias de sódio-metal são importantes para armazenamento de energia em larga escala e dispositivos eletrônicos móveis, pois são dispositivos de armazenamento de energia com alta densidade energética e baixo custo. No entanto, o desempenho do eletrólito e do SEI limita a vida útil e a taxa de carga/descarga das baterias de sódio-metal. Como o LiTFSI faz a diferença em baterias de sódio-metal? Aqui está um exemplo. Graças a uma pesquisa especial da equipe de Shuang Wan.
Resumo
A construção de uma interface eletrolítica sólida (IES) robusta e rica em inorgânicos é uma das abordagens cruciais para melhorar o desempenho eletroquímico de baterias de sódio metálico (SMBs). No entanto, a baixa condutividade e distribuição de inorgânicos comuns na IES perturbam a difusão de Na+ e induzem deposição não uniforme de sódio. Aqui, construímos uma IES única com inorgânicos de alta condutividade uniformemente dispersos, introduzindo um LiTFSI auto-sacrifício no eletrólito de carbonato à base de sal de sódio. O efeito de competição redutiva entre LiTFSI e FEC facilita a formação da IES com inorgânicos uniformemente dispersos, na qual o Li3N altamente condutivo e os inorgânicos fornecem domínios de transporte rápido de íons e sítios de nucleação de alto fluxo para Na+, propícios à rápida deposição de sódio em alta taxa. Portanto, o SEI derivado de LiTFSI e FEC permite que a célula Na∥Na3V2(PO4)3 apresente uma retenção de capacidade de 89,15% (87,62 mA hg–1) a uma taxa ultra-alta de 60 °C após 10.000 ciclos, enquanto a célula sem LiTFSI apresenta apenas 48,44% de retenção de capacidade, mesmo após 8.000 ciclos. Além disso, a célula de bolsa Na∥Na3V2(PO4)3 com o SEI especial apresenta uma retenção de capacidade estável de 92,05% a 10 °C após 2.000 ciclos. Este projeto exclusivo de SEI elucida uma nova estratégia para impulsionar as PMEs a operar em condições de taxa extremamente alta.
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Referência
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08224