Comprensión del Efecto de Traslado en Baterías de Iones de Sodio para la Solución de la Desaparición de Capacidad: FeS2 como Ejemplo

La pirita (FeS2) ha sido considerada uno de los materiales de electrodo más prometedores para baterías de iones de sodio debido a su alta capacidad teórica y bajo costo. Sin embargo, la corta vida cíclica del electrodo de FeS2 en el almacenamiento de sodio obstaculiza su desarrollo posterior. Aunque algunos investigadores se han centrado en el mecanismo de desaparición de capacidad en baterías Na/FeS2, como la transformación cristalina irreversible, el terrible cambio de volumen, etc., si existe y cómo el efecto de traslado del electrodo de FeS2 se presenta en sistemas de media celda o celda completa sigue siendo incierto. En este trabajo, el efecto de traslado en baterías de iones de sodio con FeS2 como electrodo se investiga sistemáticamente en sistemas de media celda y celda completa, y se confirma el transporte simultáneo del elemento Fe y los polisulfuros. Estos efectos de traslado fueron influenciados significativamente por algunos factores. En detalle, un voltaje excesivo causará oxidación del Fe trasladado y de los polisulfuros, y las reacciones laterales a menudo ocurren a bajo voltaje; el electrolito de carbonato puede reaccionar con los polisulfuros; una interfaz de electrolito sólido estable podría prevenir la pérdida de elementos. Según estos factores de influencia, como ejemplo, se sintetizó un compuesto nano FeS2@C diseñado para limitar los efectos de traslado. Como resultado, en un amplio rango de voltaje operativo de 0.01–3 V, muestra alta capacidad (aproximadamente 600 mAh g–1) y buen rendimiento cíclico con electrolito a base de éter.