Ingeniería de regulación catiónico en un electrolito ignífugo hacia baterías de nailon seguras con una estabilidad...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de sodio (NIB) requieren una mayor estabilidad electroquímica y seguridad para su uso a gran escala.
• La descomposición del electrolito y las reacciones secundarias de la interfase cátodo-electrolito (CEI) dificultan la implementación práctica de NIB.
• La inflamabilidad de los electrolitos de carbonato convencionales plantea importantes riesgos para la seguridad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un electrolito retardante de llama para mejorar la seguridad y el rendimiento del NIB.
• Investigar el efecto de un cosolvente de bajo número de coordinación en la estructura de la cáscara de solvación.
• Establecer un CEI estable y rico en F para propiedades de interfaz mejoradas.

Principales métodos:

• Formulación de un electrolito totalmente fluorado retardante de llama.
• Modulación de las interacciones catión-anión utilizando un cosolvente de bajo número de coordinación.
• Caracterización electroquímica de los materiales del cátodo y las celdas completas.

Principales resultados:

• El electrolito propuesto forma un IEC estable, rico en F, que suprime las reacciones parasitarias.
• El cátodo Na$_{0.95}$Ni$_{0.4}$Fe$_{0.15}$Mn$_{0.3}$Ti$_{0.15}$O$_{2}$ (NFMT) logró una capacidad de descarga de 169,7 mAh g$^{-1}$ a 1C durante 500 ciclos.
• Las celdas NFMT/ bolsas de carbono duro demostraron un ciclo estable con una retención de capacidad del 86,8% después de 100 ciclos a 0,5C.

Conclusiones:

• El electrolito totalmente fluorado proporciona una estabilidad electroquímica superior y seguridad intrínseca para los NIB.
• El electrolito desarrollado permite una cinética de difusión rápida de Na$^{+}$ y propiedades interfaciales robustas.
• Este trabajo ofrece una estrategia viable para crear electrolitos de alto rendimiento y retardantes de llama para el almacenamiento avanzado de energía.