Batilhão de sódio em ânodos de carbono duro em baterias de íons de sódio: mecanismos, detecção e estratégias de mitigação

À luz das vantagens da abundância e dos custos do sódio, as baterias de Íons de sódio (SIBs) representam uma alternativa promissora às baterias de íons de lítio. A adoção comercial de carbono duro (HC) como materials de ânodo – atribuído ao seu baixo potencial de sódio, alta capacidade de armazenamento de Na⁺ e disponibilidade extensa – o braço reforça o potencial dos SIBs. No entanto, a instabilidade termodinâmica inerente dos anodos de HC os predispõe ao revestimento irreversível de Na durante a operação. Esse fenômeno não apenas apresenta riscos consideráveis ​​de segurança devido a curtos circuitos induzidos por dendritos, mas também acelera a degradação da capacidade, minando assim a viabilidade da implantação do SIB em larga escala. Esta revisão delineia de forma abrangente os mecanismos subjacentes ao revestimento de Na nos ânodos de HC, examinando fatores internos – como estrutura de eletrodo, razão N/P e composição eletrolítica – como fatores externos, incluindo estado de carga, baixa temperatura e condições de carregamento rápido. Além disso, detalha vários métodos de detecção, abrangendo técnicas eletroquímicas e caracterização física das morfologias da superfície e descreve estratégias de mitigação, como projeto da estrutura do eletrodo, revestimento de superfície e regulação de eletrólitos para suprimir o revestimento. Ao sintetizar o entendimento atual, a revisão postula direções futuras para o desenvolvimento de ânodos SIB mais seguros e de alto desempenho. Abordar o revestimento de NA é, portanto, crítico para o avanço da tecnologia SIB para aplicação em larga escala.