In questo grafico sono stati mostrati diversi meccanismi e strategie per quanto riguarda la sensibilità all'aria dei materiali catodici di sodio di tipo stratificato. Credito:Science China Press
Le batterie agli ioni di sodio sono considerate uno dei sistemi alternativi più promettenti alle batterie agli ioni di litio, soprattutto per applicazioni su larga scala. Gli ossidi di metalli di transizione a base di sodio con struttura a strati sono stati al centro degli studi, per i meriti della facile sintesi, della struttura stabile e dell'elevata densità di energia. Sfortunatamente, la maggior parte dei materiali catodici a strati sono sensibili all'aria, il che porta a un alto costo di produzione delle batterie agli ioni di sodio e ostacola notevolmente l'utilizzo pratico delle batterie agli ioni di sodio.
Per promuovere l'applicazione pratica delle batterie agli ioni di sodio, la loro scarsa stabilità dell'aria deve essere compresa e risolta. In una revisione che riassume le ultime conoscenze e soluzioni della sensibilità all'aria, gli autori hanno prima riassunto i fondamenti dei materiali a base di ossidi stratificati a base di sodio, quindi si sono concentrati sulla stabilità dell'aria dei catodi stratificati e hanno sollevato questioni chiave per la comunità di ricerca attenzione.
Il meccanismo della sensibilità all'aria è complesso e coinvolge molteplici reazioni chimiche e fisiche. Diversi componenti nell'aria, come ossigeno, acqua e anidride carbonica, partecipano alla reazione con il materiale catodico di ossido stratificato, a seconda della struttura cristallina del materiale catodico. Sono state discusse diverse strategie per migliorare la stabilità dell'aria, inclusa l'introduzione del rivestimento superficiale, il lavaggio dei materiali catodici e la sostituzione degli elementi nei siti dei metalli di transizione o nei siti di sodio.
Gli autori hanno scoperto che mancano informazioni istruttive per progettare razionalmente materiali pratici. Tuttavia, la quantità di progressi compiuti ogni anno in questo campo è incoraggiante. Inoltre, poiché la maggior parte delle strategie descritte in questa recensione non si escludono a vicenda, è possibile combinare diverse strategie per modificare in modo moltiplicativo i materiali al fine di ottenere un effetto sinergico. Si spera che questa recensione possa essere utile per la comunità di ricerca e nella progressione dell'implementazione delle batterie agli ioni di sodio.
La ricerca è pubblicata su Science China Chemistry dal Dr. Hu-Rong Yao (Università Normale del Fujian), dal Dr. Lituo Zheng (Università Normale del Fujian), dal Prof. Sen Xin (Istituto di Chimica, Accademia Cinese delle Scienze) e dal Prof. Yu-Guo Guo (Istituto di Chimica, Cinese Accademia delle Scienze). + Esplora ulteriormente
