Natriummetaalbatterijen (SMB's) hebben veel aandacht getrokken vanwege hun hoge theoretische capaciteit (1166 mAh/g), lage redoxpotentiaal (−2,71 V vs. SHE), hoge hoeveelheid natuurlijk materiaal en lage kosten. De groei van dendrieten resulteert echter in slechte batterijprestaties en ernstige veiligheidsproblemen, waardoor de commerciële toepassing van het MKB wordt belemmerd.

Om natriummetaalanoden te stabiliseren, zijn verschillende methoden ontwikkeld om de vaste elektrolyt-interfase (SEI)-laag te optimaliseren en het galvaniseer-/stripgedrag van natrium aan te passen. Onder hen zijn het ontwikkelen van anode-hostmaterialen en het toevoegen van elektrolytadditieven om een ​​beschermende laag te bouwen veelbelovende en handige manieren. Om het rationele ontwerp van geavanceerde anodegastheren en elektrolytadditieven te bereiken, is het begrip van het interactieproces tussen natriummetaal en die organische materialen van groot belang.

Onderzoekers onder leiding van prof. Wei Chen van de National University of Singapore, Singapore, zijn geïnteresseerd in de interfacebescherming van natriummetaalanoden, die onmisbaar zijn voor de ontwikkeling van natriummetaalbatterijen. Ze koppelden op creatieve wijze in-situ interface-onderzoeksmethoden aan de bescherming van natriummetaalanoden.

Omdat het batterijsysteem gecompliceerd is met verschillende elektrolytsamenstellingen en nevenreacties, gebruikten ze organische moleculen als modelsystemen om het onderzoekssysteem te vereenvoudigen en direct bewijs te geven over het interactieproces tussen natriummetaalanoden en de elektrolytadditieven (of gastheren). Door middel van hun op maat ontworpen in situ UHV-XPS/UPS-systemen, hebben ze het Na-interactieproces bij Na/CuPc en Na/F₁₆ ontrafeld. CuPc-interfaces, met name het effect van fluorering op sodifiele plaatsen, die inzicht verschaffen in het radicale ontwerp van fluorbevattende elektrolytadditieven en gastheren voor de bescherming van natriummetaalanoden.

Het werk getiteld is gepubliceerd op Frontiers of Optoelectronics . + Verder verkennen

Reactieve elektrolytadditieven verbeteren de prestaties van lithium-metaalbatterijen