Système multichambre conçu sur mesure avec caractérisations par spectroscopie photoélectronique ultraviolette (UPS) et spectroscopie photoélectronique par rayons X (XPS). Principaux résultats de ce travail. Crédit :Yuan Liu, Xu Lian, Zhangdi Xie, Jinlin Yang, Yishui Ding, Wei Chen
Les batteries au sodium métal (SMB) ont attiré l'attention en raison de leur capacité théorique élevée (1166 mAh/g), de leur faible potentiel redox (-2,71 V par rapport à SHE), de leur grande abondance de matériaux naturels et de leur faible coût. Cependant, la croissance des dendrites entraîne de mauvaises performances de la batterie et de graves problèmes de sécurité, inhibant l'application commerciale des PME.
Afin de stabiliser les anodes métalliques de sodium, diverses méthodes ont été développées pour optimiser la couche d'interphase d'électrolyte solide (SEI) et ajuster le comportement de galvanoplastie/décapage du sodium. Parmi eux, le développement de matériaux hôtes d'anode et l'ajout d'additifs électrolytiques pour construire une couche protectrice sont des moyens prometteurs et pratiques. Afin de parvenir à la conception rationnelle d'hôtes anodiques avancés et d'additifs électrolytiques, la compréhension du processus d'interaction entre le sodium métallique et ces matériaux organiques est d'une grande importance.
Des chercheurs dirigés par le professeur Wei Chen de l'Université nationale de Singapour, à Singapour, s'intéressent à la protection de l'interface des anodes métalliques au sodium, qui est indispensable au développement des batteries au sodium métallique. Ils ont lié de manière créative les méthodes de recherche d'interface in situ avec la protection des anodes métalliques de sodium.
Étant donné que le système de batterie est compliqué avec diverses compositions d'électrolytes et réactions secondaires, afin de simplifier le système de recherche et de fournir des preuves directes du processus d'interaction entre les anodes métalliques de sodium et les additifs d'électrolyte (ou hôtes), ils ont utilisé des molécules organiques comme systèmes modèles. Grâce à leurs systèmes UHV-XPS/UPS in situ conçus sur mesure, ils ont décrypté le processus d'interaction Na à Na/CuPc et Na/F16 Interfaces CuPc, en particulier l'effet de la fluoration sur les sites sodiophiles, qui donnent un aperçu de la conception radicale des additifs et des hôtes électrolytes contenant du fluor pour la protection des anodes métalliques au sodium.
L'ouvrage intitulé a été publié sur Frontiers of Optoelectronics . Les additifs électrolytes réactifs améliorent les performances des batteries au lithium métal
