Huidige lithium-ion intercalatietechnologie, zelfs wanneer volledig ontwikkeld, onvoldoende is om te voldoen aan de toenemende vraag naar energiebronnen met een hoge energiedichtheid voor elektrische voertuigen en elektronica. Dus, niet-waterige alkalimetaalzuurstof (AM-O ₂ :AM =Li, nee, enz.) batterijen zijn gepositioneerd om conventionele lithium-ionbatterijen te vervangen vanwege hun ultrahoge theoretische energiedichtheid.

Echter, AM is extreem reactief ten opzichte van lucht en bijna alle niet-waterige elektrolyten, resulterend in significante parasitaire reacties. Verder, oncontroleerbaar Li of Na metaal plating/strippen, algemeen ontstaan ​​als dendrieten, veroorzaakt gemakkelijk kortsluitingen die gepaard gaan met brand/explosiegebeurtenissen. Daarom, om een ​​veilige en stabiele AM-O ₂ cel, het is belangrijk om de dendriet- en oxidatie-/corrosieproblemen op te lossen.

Onlangs, een onderzoeksteam onder leiding van Zhang Xinbo van het Changchun Institute of Applied Chemistry (CIAC), Chinese Wetenschapsacademie, Yan Junmin van de Jilin Universiteit, Zhang Yu van Beihang University Beijing ontwikkelde een AM-O . met een lange levensduur ₂ batterij die voor het eerst Li-Na-eutectische legering gebruikt als nieuwe metaalanode. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Natuurchemie .

Ze ontdekten dat Li en Na vergelijkbare reactie-activiteiten vertoonden en daarom beide konden worden gebruikt als actieve componenten in batterijen zonder de specifieke capaciteit op te offeren in vergelijking met andere legeringen (bijv. Na-Sn-legering). In aanvulling, het legeren van Li en Na verbeterde de corrosieweerstand en onderdrukte de groei van metaaldendrieten.

In een Li-Na legering batterij, met behulp van het elektrolytadditief, de resulterende dendriet onderdrukt, oxidatiebestendig, en barstvrije Li-Na-legeringselektrode begiftigd met de nieuw voorgestelde aprotische bimetaal Li-Na-legering-O ₂ batterij met goede prestaties.

Verder, door efficiënte O . te introduceren ₂ reductie-/evolutiekatalysatoren (bijv. Co/NCF), de levensduur en het snelheidsvermogen van Li-Na-legering-O ₂ batterij aanzienlijk verbeterd.

"Wij geloven dat deze strategie ook kan worden toegepast op andere metaalelektroden, zoals Zn, Mg, Ca, Al en ga zo maar door, " zei Zhang.

In de tussentijd, deze studie biedt een leidraad voor de ontwikkeling van andere bimetaalbatterijen, zoals bimetaalionbatterijen en bimetaal-S-batterijen. Deze batterijen hebben een nieuwe chemie, vertonen veel betere elektrochemische prestaties dan monometaalbatterijen, en gebruik samenwerkingsmethoden om het grote potentieel van de alkalimetaalanode vrij te maken.