A proteção de ânodos metálicos de sódio atende à espectroscopia fotoelétron in situ
Sistema multicâmara projetado sob medida com caracterizações por espectroscopia de fotoelétrons ultravioleta (UPS) e espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS). Principais resultados deste trabalho. Crédito:Yuan Liu, Xu Lian, Zhangdi Xie, Jinlin Yang, Yishui Ding, Wei Chen
As baterias de sódio metálico (SMBs) têm atraído muita atenção devido à sua alta capacidade teórica (1166 mAh/g), baixo potencial redox (-2,71 V vs. SHE), alta abundância de material natural e baixo custo. No entanto, o crescimento de dendritos resulta em baixo desempenho da bateria e graves problemas de segurança, inibindo a aplicação comercial de SMBs.
A fim de estabilizar os ânodos metálicos de sódio, vários métodos foram desenvolvidos para otimizar a camada de interfase de eletrólito sólido (SEI) e ajustar o comportamento de galvanoplastia/remoção de sódio. Entre eles, desenvolver materiais hospedeiros anódicos e adicionar aditivos eletrolíticos para construir uma camada protetora são maneiras promissoras e convenientes. Para alcançar o projeto racional de hospedeiros anódicos avançados e aditivos eletrolíticos, a compreensão do processo de interação entre o sódio metálico e esses materiais orgânicos é de grande importância.
Pesquisadores liderados pelo Prof. Wei Chen da Universidade Nacional de Cingapura, Cingapura, estão interessados na proteção de interface de ânodos de sódio metálico, indispensável para o desenvolvimento de baterias de sódio metálico. Eles vincularam criativamente métodos de pesquisa de interface in situ com a proteção de ânodos metálicos de sódio.
Como o sistema da bateria é complicado com várias composições eletrolíticas e reações colaterais, para simplificar o sistema de pesquisa e fornecer evidências diretas sobre o processo de interação entre os ânodos metálicos de sódio e os aditivos eletrolíticos (ou hospedeiros), eles usaram moléculas orgânicas como sistemas modelo. Por meio de seus sistemas UHV-XPS/UPS personalizados in situ, eles desvendaram o processo de interação Na/CuPc e Na/F
16 Interfaces CuPc, especialmente o efeito da fluoração em sítios sodiofílicos, que fornecem informações sobre o design radical de aditivos e hospedeiros de eletrólitos contendo flúor para a proteção de ânodos metálicos de sódio.
O trabalho intitulado foi publicado em
Frontiers of Optoelectronics .
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