Estudio del recubrimiento de sodio dependiente de electrolitos para baterías de iones de sodio sin ánodo mediante...

Área de la Ciencia:

• Electroquímica
• Ciencia de los materiales
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• Las baterías de iones de sodio (SIBs) sin ánodo ofrecen una mayor densidad de energía y un menor costo al omitir materiales de soporte del ánodo.
• El recubrimiento y pelado eficientes de sodio (Na) son desafíos críticos para las SIB sin ánodo.

Objetivo del estudio:

• Evaluar diferentes clases de electrolitos para el recubrimiento/pelado de Na en un colector de corriente de aluminio recubierto de carbono.
• Evaluar el rendimiento de las SIB sin ánodo utilizando el electrolito más eficaz.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de electrolitos a base de carbonato, a base de glicol y de alta concentración localizada.
• Mediciones electroquímicas en amplios rangos de temperatura y corriente (-30 °C a +60 °C, 0,25-14 mA cm⁻²).
• Microscopía óptica in situ para estudiar los modos de crecimiento de Na.

Principales resultados:

• Los electrolitos a base de glicol demostraron un recubrimiento/pelado de Na superior con deposición cristalina uniforme.
• Las celdas completas sin ánodo con electrolito a base de glicol lograron una retención de capacidad del 75,3 % durante 400 ciclos.
• Se observó una baja pérdida inicial de capacidad por área (IACL) de 0,14-0,16 mAh cm⁻².

Conclusiones:

• Los electrolitos a base de glicol son muy eficaces para las SIB sin ánodo, lo que permite un recubrimiento/pelado de Na eficiente.
• Las SIB sin ánodo con electrolitos a base de glicol muestran potencial para alta densidad de energía (proyectada 290 Wh/kg) y larga vida útil.
• Las SIB sin ánodo comercialmente viables son factibles con electrolitos y componentes optimizados.