Strategien zur Entwicklung stabiler Alkalimetall-Anoden für wiederaufladbare Batterien

Zusammenfassung Alkalimetall-Anoden gehören zu den vielversprechendsten Kandidaten für die nächste Generation von Hochkapazitätsbatterien wie Metall-Luft-, Metall-Schwefel- und vollfesten Metallbatterien. Der zugrunde liegende interfaciale Mechanismus der dendritischen Bildung ist noch nicht vollständig verstanden, was die praktische Umsetzung von Metallbatterien, insbesondere Lithium, trotz jahrzehntelanger Forschung verhindert. Parallel dazu haben auch die anderen Alkalimetallkandidaten wie Natrium und Kalium eine gleich große Bedeutung. Die wichtigsten Herausforderungen von Alkalimetallbatterien, einschließlich Dendritbildung, enormer Volumenänderung und instabiler feste-Elektrolyt-Oberfläche, werden hervorgehoben. Hier präsentieren wir auch einen Überblick über die aktuellen Entwicklungen zur Verbesserung der Anodenoberflächen. Angesichts des enormen praktischen Potenzials von Alkalimetall-Anoden als Elektroden der nächsten Generation diskutieren wir einige fortschrittliche Prüfmethoden, die ein umfassenderes Verständnis des komplexen Beschichtungs-/Entblättermekanismus ermöglichen. Abschließend werden Perspektiven und Vorschläge zu den verbleibenden Herausforderungen und zukünftigen Richtungen in der Forschung zu Alkalimetallbatterien angeboten.