به تازگی، موسسه شنژن فن آوری پیشرفته، آکادمی چینی ادغام از مواد فیلم سینمایی و مرکز تحقیقات Tangyong بینگ و تیم تحقیقاتی او از طریق ایده های طراحی نوآورانه، با موفقیت توسعه با عملکرد بالا یونهای سدیم داشتن یک باتری استراتژی طراحی چند یون از کل. یک تحقیق چند مربوط یون استراتژی به سمت قابل شارژ سدیم-یون با ولتاژ بالا و قابلیت نرخ ( "چند یون با ولتاژ بالا استراتژی های طراحی، بزرگنمایی بالا در باتری یون سدیم کامل") در مجله شیمی بین المللی Angewandte Chemie به نسخه بین المللی (آنلاین منتشر شده "آلمانی شیمی کاربردی ") (DOI: 10.1002 / anie.201810575).
عناصر فلز قلیایی سدیم دارای مزایای هزینه فراوان و ارزان. بنابراین، باتری یون سدیم تا به چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ. با این حال، پتانسیل استاندارد الکترود سدیم (-2.71 V در مقابل SHE) بالا لیتیوم (-3.04 V در مقابل SHE)، و در نتیجه باتری سدیم-یون دارای ولتاژ کاری پایین تر علاوه بر این، از آنجا که یک یون سدیم داشتن یک شعاع بزرگتر (سدیم: 0.98 Å در مقابل لی: 0.69 Å).، به طوری که انتقال آن سینتیک ضعیف است، و آسان ساختن مواد الکترود بزرگتر که باعث افزایش سرعت و عملکرد چرخه باتری یون سدیم می شود، آسان است.
بر اساس ملاحظات فوق، تنگ Yongbing و تیم او جیانگ Chunlei، نیش و همکاران ماه با موفقیت توسعه یک استراتژی طراحی چند یون (Na + را / لی + / PF6-) سدیم یون سلول کامل جدید است. مواد الکترود مثبت آن گرافیت گسترش، الکترود منفی ممکن است به طور همزمان به کار Na و لی مواد فلزی با واکنش آلیاژی رخ می دهد، و کلکتور / مواد فعال یکپارچه طراحی، در حالی که با استفاده از polyionic طراحی های Na + / لی + / PF6- polyionic الکترولیت آلی مانند استراتژی طراحی دارای دو مزیت است: در یک جنبه، استفاده از یک آنیون (PF6-) ویژگی های گرافیت های intercalated داشتن یک پتانسیل بالا، به طور قابل توجهی افزایش یافته سدیم ولتاژ باتری یون، از سوی دیگر، چند یون استراتژی طراحی باتری می تواند به طور موثر افزایش سینتیک واکنش و کاهش این فلز در الکترود منفی آلیاژی گسترش حجم، در نتیجه قابل توجهی بهبود قابلیت سرعت و چرخه عمر نتایج نشان می دهد که این استراتژی طراحی باتری یون سدیم با ولتاژ بالا عامل از ~ 4.0 V؛ همان زمان به دست آمده تا 30C (2 دقیقه تخلیه) حلقه 500 و قابلیت سرعت (نرخ حفظ ظرفیت 95٪، میزان 5 ج) چرخه عمر است. نتایج مطالعه ارائه شده به منظور افزایش عملکرد باتری یون سدیم جدید الکتروشیمیایی هرگز فکر.
این مطالعه توسط پروژه های سبز بسیار عالی بنیاد Zirankexue ملی، بودجه آکادمی چینی علوم پروژه STS، پروژه های علم و فن آوری شنژن و مانند آن.
(A) بار منفی و منحنی تخلیه قلع؛ (ب، ج) سدیم، لی و برگشت پذیر شرکت، قلع واکنش آلیاژی؛ (د) آنیون (PF6-) گرافیت های intercalated داشتن یک برگشت خوب؛ (ه) منفی از قلع اصلی کمی استرس الکتروشیمیایی آزمایش آلیاژی فرایند واکنش است برگشت مکانیکی خوب؛ انتشار مسیر (ج) نا لی و Sn اتم در انرژی شبکه بلوری و متناظر با مانع نفوذ (G)؛ فاز آلیاژ NaSn (h) و Li2Sn5 (من) چگالی حالات.
