Modificación dual de la interfaz para un cátodo tipo O3 de larga duración y estable al aire para baterías de iones de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia e Ingeniería de Materiales
• Electroquímica
• Almacenamiento de Energía

Sus antecedentes:

• Los óxidos de capas tipo O3 son materiales de cátodo prometedores para baterías de iones de sodio (SIBs) debido a su alta densidad de energía.
• La aplicación práctica de estos cátodos está limitada por su pobre estabilidad cíclica y al aire.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de modificación de interfaz de doble capa para materiales de cátodo tipo O3.
• Mejorar las propiedades electroquímicas, la estabilidad cíclica y la estabilidad al aire de los cátodos tipo O3 para SIBs.

Principales métodos:

• Se aplicó una estrategia de modificación de interfaz de doble capa a un cátodo tipo O3 (NaNi0.45Mn0.4Cu0.05Ti0.1O2).
• El cátodo modificado (O3@P2@NAO) se caracterizó mediante pruebas fisicoquímicas y electroquímicas.

Principales resultados:

• El cátodo O3@P2@NAO demostró una alta capacidad de 150 mAh g-1 a 0.1C y una capacidad de velocidad superior (126.6 mAh g-1 a 5C).
• Exhibió una estabilidad de ciclado extendida con una retención de capacidad del 90.5% después de 120 ciclos.
• Se observó una excelente estabilidad al aire, reteniendo el 85.5% de la capacidad después de 7 días en aire húmedo.

Conclusiones:

• La modificación de interfaz de doble capa disminuye eficazmente la barrera de difusión de Na+ y alivia el deterioro estructural.
• El cátodo modificado ofrece un transporte rápido de Na+ y protección contra la corrosión del electrolito y el aire.
• Este enfoque proporciona una vía factible para desarrollar cátodos tipo O3 prácticos y avanzar en la comercialización de SIBs.