a) Comparação da resistência à oxidação e corrosão da liga eutética de Li-Na e do metal Na. Imagens SEM para liga de Li-Na b), e Na c) eletrodos após cinco ciclos de remoção / revestimento. d) Perfis de tensão para baterias de metal simétrico. Ciclismo e), e taxa f) desempenho de baterias de metal-O2 com e sem catalisadores Crédito:YAN Junmin, Zhang Yu, ZHANG Xinbo
Tecnologia atual de intercalação de íons de lítio, mesmo quando totalmente desenvolvido, é insuficiente para satisfazer a crescente demanda por fontes de energia de alta densidade de energia para veículos elétricos e eletrônicos. Assim, metal alcalino não aquoso-oxigênio (AM-O 2 :AM =Li, N / D, etc.) as baterias são posicionadas para substituir as baterias de íon de lítio convencionais devido à sua densidade de energia teórica ultra-alta.
Contudo, AM é extremamente reativo com o ar e quase todos os eletrólitos não aquosos, resultando em reações parasitárias significativas. Além disso, galvanoplastia / decapagem incontrolável de Li ou Na, geralmente emergindo como dendritos, induz facilmente curtos-circuitos acompanhados por eventos de incêndio / explosão. Portanto, para alcançar um AM-O seguro e estável 2 célula, é importante resolver os problemas de dendrito e oxidação / corrosão.
Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada por Zhang Xinbo do Instituto de Química Aplicada de Changchun (CIAC), Academia Chinesa de Ciências, Yan Junmin da Universidade Jilin, Zhang Yu, da Universidade Beihang de Pequim, desenvolveu um AM-O de longa duração 2 bateria usando liga eutética de Li-Na como um novo ânodo de metal pela primeira vez. Suas descobertas foram publicadas em Química da Natureza .
Eles descobriram que Li e Na exibiam atividades de reação semelhantes e, portanto, ambos poderiam ser empregados como componentes ativos em baterias sem sacrificar a capacidade específica em comparação com outras ligas (por exemplo, Liga Na-Sn). Além disso, a liga de Li e Na melhorou a resistência à corrosão e suprimiu o crescimento de dendritos metálicos.
Em uma bateria de liga de Li-Na, com a ajuda do aditivo eletrolítico, o dendrito resultante suprimido, resistente à oxidação, e eletrodo de liga de Li-Na livre de trincas dotado da recém-proposta liga-O bimetálica aprótica de Li-Na 2 bateria com bom desempenho.
Além disso, introduzindo O eficiente 2 catalisadores de redução / evolução (por exemplo, Co / NCF), a vida útil e capacidade de taxa da liga de Li-Na-O 2 bateria foram significativamente melhoradas.
“Acreditamos que esta estratégia também pode ser aplicada a outros eletrodos de metal, como Zn, Mg, Ca, Al e assim por diante, "disse Zhang.
Enquanto isso, este estudo fornece uma orientação para o desenvolvimento de outras baterias bimetálicas, como baterias de íon bimetálico e baterias bimetálico-S. Essas baterias têm uma nova química, exibem um desempenho eletroquímico muito melhor do que as baterias mono-metálicas, e adotar métodos colaborativos para liberar o grande potencial do ânodo de metal alcalino.
