Restringir el deslizamiento entre capas en óxidos estratificados de tipo P2 con redox de oxígeno mediante la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• El redox de oxígeno en rejilla (LOR) en óxidos en capas de tipo P2 ofrece una alta densidad de energía para las baterías de iones de sodio.
• Sin embargo, el LOR puede causar distorsiones estructurales y transiciones de fase irreversibles, lo que degrada el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Sustituir la fase OP4 perjudicial por una fase Z estable en los óxidos en capas del tipo P2.
• Mejorar el rendimiento electroquímico de los cátodos de las baterías de iones de sodio mediante la introducción de antimonio (Sb).

Principales métodos:

• Sustitución de las capas de metal de transición (TM) por Sb en los óxidos de tipo P2.
• Análisis de las transiciones de fase y la estabilidad estructural.
• Pruebas electroquímicas de células medias y completas.

Principales resultados:

• La introducción de Sb promueve una transición de fase Z, suprimiendo la formación de la fase OP4.
• La transición de fase Z reduce la tensión estructural y reduce las barreras de difusión de Na+.
• Los óxidos sustituidos por Sb presentan una excelente cinética, capacidad de velocidad (79 mAh g-1 a 1 A g-1), y una alta densidad de energía (487 Wh kg-1).

Conclusiones:

• La sustitución de OP4 por la fase Z a través de la sustitución de Sb es una estrategia viable para cátodos de baterías de iones de sodio estables y de alta energía.
• Este enfoque mitiga la degradación inducida por LOR, allanando el camino para aplicaciones prácticas.