Natriumionbatterijen worden beschouwd als een van de meest veelbelovende alternatieve systemen voor lithium-ionbatterijen, vooral voor grootschalige toepassingen. Op natrium gebaseerde overgangsmetaaloxiden met gelaagde structuur zijn de focus van studies geweest, vanwege de verdiensten van gemakkelijke synthese, stabiele structuur en hoge energiedichtheden. Helaas zijn de meeste kathodematerialen van het gelaagde type luchtgevoelig, wat leidt tot hoge fabricagekosten van natrium-ionbatterijen, en het praktische gebruik van natrium-ionbatterijen sterk belemmert.

Om de praktische toepassing van natrium-ionbatterijen te bevorderen, moet hun slechte luchtstabiliteit worden begrepen en opgelost. In een recensie waarin de nieuwste inzichten en oplossingen voor luchtgevoeligheid worden samengevat, hebben de auteurs eerst de basisprincipes van op natrium gebaseerde gelaagde oxidematerialen samengevat, daarna geconcentreerd op de luchtstabiliteit van gelaagde kathodes en de belangrijkste kwesties aan de orde gesteld voor de onderzoeksgemeenschap. aandacht.

Het mechanisme van luchtgevoeligheid is complex en omvat meerdere chemische en fysische reacties. Verschillende componenten in lucht, zoals zuurstof, water en kooldioxide, nemen deel aan de reactie met gelaagd oxidekathodemateriaal, afhankelijk van de kristalstructuur van het kathodemateriaal. Verschillende strategieën om de luchtstabiliteit te verbeteren, waaronder de introductie van oppervlaktecoating, het wassen van kathodematerialen en elementsubstitutie in ofwel overgangsmetaalplaatsen of natriumplaatsen, werden besproken.

De auteurs hebben geconstateerd dat er een gebrek is aan leerzame informatie om rationeel praktische materialen te ontwerpen. De hoeveelheid vooruitgang die elk jaar op dit gebied wordt geboekt, is echter bemoedigend. Bovendien, aangezien de meeste strategieën die in deze review worden beschreven elkaar niet uitsluiten, kunnen verschillende strategieën worden gecombineerd om de materialen multiplicatief te wijzigen om een ​​synergetisch effect te bereiken. We hopen dat deze beoordeling nuttig zal zijn voor de onderzoeksgemeenschap en voor de voortgang van de implementatie van natrium-ionbatterijen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Science China Chemistry door Dr. Hu-Rong Yao (Fujian Normal University), Dr. Lituo Zheng (Fujian Normal University), Prof. Sen Xin (Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences) en Prof. Yu-Guo Guo (Institute of Chemistry, Chinese Academie van Wetenschappen). + Verder verkennen

Nieuw materiaal stimuleert natrium-ionbatterijen om dure lithium uit te faseren