Μια κοινή ομάδα από το Πανεπιστήμιο Xiangtan προτείνει ένα νέο παράδειγμα για το σχεδιασμό υλικών καθόδου σε μπαταρίες ιόντων νατρίου

Στις 31 Μαρτίου, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Liu Li από τη Σχολή Χημείας του Πανεπιστημίου Xiangtan, σε συνεργασία με ομάδες από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Ναντζίνγκ και το Πανεπιστήμιο Νανκάι,σημειώθηκε πρωτοποριακή πρόοδος στον τομέα των υλικών καθοδίων για μπαταρίες ιόντων νατρίουΤα σχετικά ευρήματα δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο διεθνές περιοδικό *Journal of the American Chemical Society*.

Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου, με τους άφθονους πόρους νατρίου τους, αποτελούν την ιδανική επιλογή για την αποθήκευση ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα.Οι σύνθετες μεταβάσεις φάσης και η υστερέση τάσης κατά τη διάρκεια των κύκλων φόρτισης-αφόρτισης περιορίζουν σοβαρά την ενεργειακή τους πυκνότητα και τη διάρκεια ζωής του κύκλουΟι παραδοσιακές στρατηγικές τροποποίησης επικεντρώνονται στη σχεδίαση στο επίπεδο των στρωμένων οξειδίων, καθιστώντας δύσκολη την αντιμετώπιση του ζητήματος της δομικής αστάθειας εκτός του επιπέδου.

Αυτή τη φορά, η ερευνητική ομάδα προσέγγισε το ζήτημα από την προοπτική της κρυσταλλογραφικής συμμετρίας, προτείνοντας μια νέα στρατηγική που ονομάζεται "σχεδιασμός συμμετρίας εκτός του αεροπλάνου"." Εισάγοντας δυσανάλογα φορτίο στο στρώμα των αλκαλικών μετάλλωνΑυτό επιτυγχάνει τη συνύπαρξη των χώρων διασταύρωσης ιόντων νατρίου τύπου P και τύπου O,παρεμπόδιση της διαδρομής με ιόντα οξυγόνου σε μεγάλη απόσταση, και καταστολή των επιβλαβών μεταβολών φάσης.

Οι δοκιμές έδειξαν ότι το υλικό της κάθοδος που προετοιμάζεται με βάση αυτή τη στρατηγική παρουσιάζει μέσο όρο τάσης μόνο 0,16V μετά από 100 κύκλους, με πυκνότητα ενέργειας 437 Wh/kg.Με πυκνότητα ρεύματος 100 mA/g, το ποσοστό διατήρησης της χωρητικότητας φτάνει το 80,2% μετά από 200 κύκλους, υπερβαίνοντας κατά πολύ αυτό των συγκρίσιμων υλικών.Η στρατηγική αυτή αποδεικνύει ισχυρή καθολικότητα και μπορεί να επεκταθεί σε άλλα στρωμένα συστήματα ηλεκτροδίων, παρέχοντας βασική τεχνολογική υποστήριξη για την βιομηχανοποίηση των μπαταριών ιόντων νατρίου.