Avanços Recentes e Perspectivas dos Materiais de Catodo para Baterias de Sódio-Íon

As baterias de sódio-íon (SIBs) recebem atenção significativa para armazenamento e conversão de energia eletroquímica devido à sua ampla disponibilidade e ao baixo custo dos recursos de Na. No entanto, as SIBs enfrentam desafios de baixa energia específica, vida útil curta e potência específica insuficiente, devido à massa pesada e ao grande raio dos íons Na(+). Como um componente importante das SIBs, os materiais de catodo têm um efeito significativo no desempenho eletroquímico das SIBs. Os avanços recentes e as perspectivas dos materiais de catodo inorgânicos e orgânicos são resumidos aqui. Entre os materiais de catodo atuais, os óxidos de metais de transição em camadas alcançam altas energias específicas em torno de 600 mW h g(-1) devido às suas altas capacidades específicas de 180-220 mA h g(-1) e seus potenciais de operação moderados de 2.7-3.2 V (vs Na(+)/Na). Materiais nanométricos porosos Na3 V2 (PO4)3/C exibem excelente desempenho de ciclagem com quase 100% de retenção ao longo de 1000 ciclos devido à sua estrutura robusta. Materiais de catodo emergentes recentes, como NaFePO4 amorfo e derivados de pteridina, mostram propriedades eletroquímicas interessantes e perspectivas atraentes para aplicação em SIBs. O trabalho futuro deve se concentrar em estratégias para melhorar o desempenho geral dos materiais de catodo em termos de energia específica, vida útil e capacidade de taxa com dopagem catiônica, substituição aniônica, fabricação de morfologia e correspondência de eletrólitos.