Actualités SMM du 13 juin :
À une époque où le secteur du stockage de l'énergie recherche constamment l'innovation et les percées, les cellules de batteries sodium-ion sans anode, en tant que technologie émergente, émergent progressivement et attirent une attention croissante. Grâce à leurs concepts de conception uniques et à leurs avantages potentiels, elles offrent de nouvelles idées pour résoudre les nombreux problèmes auxquels sont confrontées les batteries traditionnelles, mais elles présentent également une série de défis qu'il faut surmonter de toute urgence.
Les cellules de batteries sodium-ion sans anode abandonnent les matériaux d'anode traditionnels et utilisent à la place des collecteurs de courant d'anode (tels que le papier d'aluminium). Lors de la première charge, le sodium métallique provenant du matériau de cathode migre vers la surface du collecteur de courant d'anode et se dépose partiellement, formant ainsi l'anode fonctionnelle réelle. Cette conception simplifie grandement la structure de la batterie, offrant le potentiel d'améliorer les performances de la batterie et de réduire les coûts.
Du point de vue des avantages, les cellules de batteries sodium-ion sans anode présentent un grand potentiel pour augmenter la densité énergétique. En éliminant le matériau d'anode, la batterie peut accueillir plus de matériau actif dans les mêmes contraintes de volume ou de poids, ce qui peut augmenter considérablement la densité énergétique. C'est sans aucun doute une aubaine pour des domaines tels que les véhicules électriques (VE) et les systèmes de stockage de l'énergie (SSE), qui ont des exigences strictes en matière de densité énergétique. Sur la base des progrès de la recherche actuels, il est prévu que les VE utilisant à l'avenir des cellules de batteries sodium-ion sans anode pourront parcourir de plus longues distances et que les systèmes de stockage de l'énergie pourront stocker plus d'énergie électrique, améliorant ainsi l'efficacité opérationnelle de l'ensemble du système énergétique.
La réduction des coûts est également un avantage important des cellules de batteries sodium-ion sans anode. Le sodium métallique est abondant sur Terre et plus abordable que les métaux rares comme le lithium, fournissant une base de coût solide pour les applications à grande échelle. De plus, la conception sans anode réduit les types de matériaux utilisés et les étapes de traitement, réduisant encore plus les coûts de fabrication, simplifiant le processus de production, réduisant la difficulté et la complexité de la production, améliorant l'efficacité de production et réduisant la consommation d'énergie et les émissions de déchets pendant la production, conformément au concept de développement durable.
Cependant, la technologie des cellules de batteries sodium-ion sans anode n'est pas parfaite et son développement se heurte encore à de nombreux obstacles. Dans des environnements à basse température, les performances des cellules de batteries sodium-ion sans anode sont considérablement affectées. À basse température, le taux de diffusion des ions diminue et le processus de désolvation ralentit, entraînant un potentiel de nucléation élevé et une petite nucléation métallique. Au cours des processus répétés de dépôt/désorption, de petits agrégats hautement réactifs sont enclins à se transformer en « métal mort », réduisant ainsi l'efficacité coulombique à basse température. De plus, la couche d'interface électrolyte solide (SEI) est fragile à basse température et les dendrites ont tendance à se développer du côté de l'anode, ce qui affecte gravement la durée de vie du cycle de la batterie.
De plus, la forte réactivité du sodium entraîne un comportement de dépôt inégal du sodium pendant les cycles, générant facilement des dendrites. Ces dendrites non seulement entraînent une consommation inutile de l'électrolyte, mais peuvent également percer le séparateur, provoquant des courts-circuits de la batterie et posant de graves risques pour la sécurité. Dans le même temps, le sodium métallique subit une importante expansion de volume pendant le dépôt et la dissolution, provoquant la rupture de la couche SEI, ce qui exacerbe encore l'apparition de réactions secondaires. Cela entraîne une dégradation rapide de la capacité et une courte durée de vie du cycle de la batterie.
Bien que les cellules de batteries sodium-ion sans anode soient actuellement confrontées à de nombreux défis, une exploration continue, l'innovation et les progrès technologiques en cours devraient permettre de surmonter progressivement ces difficultés. À l'avenir, si les cellules de batteries sodium-ion sans anode peuvent réussir à réaliser des percées technologiques et des applications commerciales à grande échelle, elles déclencheront sans aucun doute une nouvelle révolution dans le secteur du stockage de l'énergie, fournissant une forte impulsion pour promouvoir la transformation énergétique mondiale et le développement durable.
Équipe de recherche SMM New Energy
Cong Wang 021-51666838
Rui Ma 021-51595780
Disheng Feng 021-51666714
Yanlin Lv 021-20707875
