Uma equipa conjunta da Universidade de Xiangtan propõe um novo paradigma para o design de materiais de cátodo em baterias de íons de sódio

Em 31 de março, uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Liu Li, da Escola de Química da Universidade de Xiangtan, em colaboração com equipes da Universidade de Tecnologia de Nanjing e da Universidade de Nankai, fez um progresso inovador no campo de materiais catódicos para baterias de íon sódio. As descobertas relacionadas foram recentemente publicadas na revista internacional *Journal of the American Chemical Society*.

As baterias de íon sódio, com seus abundantes recursos de sódio, são uma escolha ideal para armazenamento de energia em larga escala. No entanto, as complexas transições de fase e a histerese de tensão durante os ciclos de carga-descarga limitam severamente sua densidade de energia e vida útil. Estratégias de modificação tradicionais focam no design planar de óxidos em camadas, tornando difícil abordar o problema da instabilidade estrutural fora do plano.

Desta vez, a equipe de pesquisa abordou o problema da perspectiva da simetria cristalográfica, propondo uma nova estratégia chamada "design de simetria fora do plano". Ao introduzir a desproporcionação de carga na camada de metal alcalino, eles induziram distorção de rede monoclínica em óxidos em camadas do tipo P3, criando uma simetria fora do plano única. Isso alcançou a coexistência de sítios de interstício de íons de sódio do tipo P e do tipo O, bloqueou o deslizamento de íons de oxigênio de longo alcance e suprimiu efetivamente transições de fase prejudiciais.

Testes mostram que o material catódico preparado com base nesta estratégia exibe um atraso de tensão médio do ciclo de apenas 0,16V após 100 ciclos, com uma densidade de energia de 437 Wh/kg. A uma densidade de corrente de 100 mA/g, a taxa de retenção de capacidade atinge 80,2% após 200 ciclos, superando em muito a de materiais comparativos. Esta estratégia demonstra forte universalidade e pode ser estendida a outros sistemas de eletrodos em camadas, fornecendo suporte tecnológico chave para a industrialização de baterias de íon sódio.