A demanda por sistemas de armazenamento de energia de alto desempenho intensificou a busca por tecnologias de baterias alternativas além das baterias de íon de lítio (LIBs). Curiosamente, as baterias de íon de sódio (SIBs) emergiram como candidatas promissoras devido à abundância natural e ao custo efetivo dos recursos de sódio (Na). No entanto, alcançar uma densidade de energia competitiva continua sendo um desafio significativo, particularmente no ânodo. Anodos carbonáceos tradicionais, especificamente grafite, que demonstraram sucesso notável em LIBs, tendem a apresentar desempenho eletroquímico subótimo quando aplicados a SIBs. Esta limitação decorre principalmente das diferenças termodinâmicas e cinéticas fundamentais entre os íons de lítio (Li) e Na. Em particular, Na possui um raio iônico significativamente maior que Li, o que dificulta sua capacidade de intercalar de forma eficiente nas camadas de grafite normalmente usadas em LIBs. Além disso, a afinidade de ligação mais fraca de Na ao hospedeiro carbonáceo leva a termodinâmicas menos favoráveis, contribuindo ainda mais para suas cinéticas de intercalação lentas. Esses problemas resultam em baixa capacidade de armazenamento de íons de Na, baixa eficiência coulômbica inicial (ICE) e rápido desvanecimento de capacidade. Para superar essas limitações, materiais de anodo do tipo liga estão ganhando atenção por suas altas capacidades teóricas e densidades de energia aprimoradas. Assim, esta revisão pretende fornecer uma visão abrangente dos avanços recentes em anodos do tipo liga para SIBs, focando em elucidar e desvendar os mecanismos subjacentes ao armazenamento de Na. Insights fundamentais sobre o comportamento eletroquímico, transformações de fase e mecanismos de falha desses materiais são discutidos, destacando os fatores críticos que influenciam seu desempenho. Além disso, a revisão examina a ciência fundamental por trás da degradação do desempenho de anodos carbonáceos, fornecendo uma análise comparativa para melhor entender os desafios e oportunidades para anodos SIB de próxima geração. No geral, este trabalho visa preencher a lacuna de conhecimento no design de anodos de alta densidade de energia para SIBs, orientando desenvolvimentos futuros na busca por soluções de armazenamento de energia eficientes e sustentáveis.
Tshaka et al. (Ter,) estudaram essa questão.