Los investigadores presentaron una nueva estrategia para extender la ciclabilidad de las baterías de iones de sodio utilizando sulfuro de cobre como material de electrodo. Esta estrategia ha dado lugar a reacciones de conversión de alto rendimiento y se espera que avance en la comercialización de baterías de iones de sodio a medida que emergen como una alternativa abaterías de iones de litio.
El equipo del profesor Jong Min Yuk confirmó el mecanismo estable de almacenamiento de sodio utilizando sulfuro de cobre, un material de electrodo superior que es tolerante a la pulverización e induce la recuperación de la capacidad. Sus hallazgos sugieren que al emplear sulfuro de cobre, las baterías de iones de sodio tendrán una vida útil de más decinco años con una carga por día. Aún mejor, el sulfuro de cobre, compuesto de abundantes materiales naturales como el cobre y el azufre, tiene una mejor competitividad en costos que las baterías de iones de litio, que usan litio y cobalto.
Los materiales de tipo intercalación como el grafito, que sirven como materiales anódicos comercializados en baterías de iones de litio, no han sido viables para el almacenamiento de sodio de alta capacidad debido a su espacio insuficiente entre capas. Por lo tanto, se han explorado materiales de tipo de reacción de aleación y conversióncumplir con una mayor capacidad en la parte del ánodo. Sin embargo, esos materiales generalmente provocan expansiones de gran volumen y cambios cristalográficos abruptos, que conducen a una severa degradación de la capacidad.
El equipo confirmó que las interfaces de fase semi-coherentes y los límites de grano en las reacciones de conversión jugaron un papel clave para permitir las reacciones de conversión tolerantes a la pulverización y la recuperación de capacidad, respectivamente.
La mayoría de los materiales de batería del tipo de reacciones de conversión y aleación generalmente experimentan degradaciones severas de capacidad debido a tener estructuras cristalinas completamente diferentes y una expansión de gran volumen antes y después de las reacciones. Sin embargo, los sulfuros de cobre experimentaron un cambio cristalográfico gradual para hacer las interfaces semi-coherentes,lo que eventualmente evitó la pulverización de partículas. Basado en este mecanismo único, el equipo confirmó que el sulfuro de cobre exhibe una alta capacidad y una alta estabilidad de ciclo, independientemente de su tamaño y morfología.
El profesor Yuk dijo: "Las baterías de iones de sodio que emplean sulfuro de cobre pueden hacer avanzar las baterías de iones de sodio, lo que podría contribuir al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía de bajo costo y abordar el problema del micropolvo"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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