La química de electrolitos a base de sulfito con interacciones iónico-dipolares y interfase robusta logra baterías de...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Los electrolitos convencionales basados en éter y carbonato luchan con la compatibilidad a una amplia temperatura en condiciones adversas.
• El desarrollo de electrolitos para temperaturas altas y bajas sigue siendo un desafío importante para las baterías de iones de sodio (SIB).

Objetivo del estudio:

• Formulación de un nuevo electrolito basado en sulfito cíclico para lograr un funcionamiento a amplia temperatura en SIB.
• Investigar los mecanismos que permiten la compatibilidad a altas y bajas temperaturas a través de la coordinación iónica y la formación de interfases.

Principales métodos:

• Formulación de un electrolito cíclico a base de sulfito.
• Modulación de las interacciones ión-dipolo para controlar los estados de coordinación iónica.
• Análisis de la descomposición sinérgica de aniones y aditivos para formar interfasas robustas.
• Prueba de rendimiento electroquímico de los SIB a temperaturas comprendidas entre -60 °C y 60 °C.

Principales resultados:

• El electrolito de sulfito cíclico permite el funcionamiento de SIB desde -60 °C hasta 60 °C.
• El cátodo Na3V2 ((PO4) 2O2F muestra 58 mA h g-1 a -50 °C y una retención del 80% después de 300 ciclos a 60 °C.
• Otros cátodos (Na3V2(PO4)3, NaFe1/3Ni1/3Mn1/3O2) muestran capacidades de 50 y 65 mA hg-1 a -60 °C.
• Una célula de bolsa de clase Ah mantuvo el 56% de capacidad a -40 °C.

Conclusiones:

• La nueva formulación de electrolito logra con éxito el funcionamiento a amplia temperatura de los SIB.
• El control preciso de la coordinación iónica y la ingeniería interfásica son clave para el rendimiento a altas y bajas temperaturas.
• Este trabajo allana el camino para el desarrollo de sistemas SIB robustos para todas las condiciones climáticas.