Wide-temperature-range sodium-metal batteries: from fundamentals and obstacles to optimization

文献情報

出版日 2023-08-25
DOI 10.1039/D3EE02082G
インパクトファクター 38.532
著者

Yu Sun, Jing-Chang Li, Haoshen Zhou


原文を見る

要旨

Sodium metal with a high theoretical specific capacity (∼1166 mA h gāˆ’1) and low redox potential (āˆ’2.71 V) shows tremendous application prospects in sodium-metal batteries (SMBs). However, studies of SMBs in extreme environments, especially at low temperature (LT) and high temperature (HT), have not received enough emphasis, and few reviews have summarize them. More seriously, some mechanistic issues, such as nucleation and deposition behavior, dendrite growth, interfacial chemistry and an unstable solid electrolyte interface (SEI), are perplexing. Herein, we start with the operation fundamentals of SMBs, simultaneously point out the obstacles faced by SMBs in different environments and propose various targeted optimization strategies, including construction of a three-dimensional (3D) framework, design of an artificial SEI and optimization of the liquid (solid-state) electrolyte/metal anode interface. Each strategy starts with carefully selected cases and then moves to illustrate the nucleation and deposition behavior of Na+ in the structure. Finally, we point out challenges, strategies and outlooks for the future practical applications of wide-temperature-range SMBs. Overall, this review provides a design guide for SMBs with high energy density, long lifespan, low-cost and high security, and could inspire more researchers to focus on the mechanism of batteries in extreme environments.

関連文献

How realistic is the pore size distribution calculated from adsorption isotherms if activated carbon is composed of fullerene-like fragments?

Artur P. Terzyk, Sylwester Furmaniak, Peter J. F. Harris, Piotr A. Gauden, Jerzy Włoch, Piotr Kowalczyk, Gerhard Rychlicki

2007-10-02 Paper

DOI: 10.1039/B710552E

Back matter

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B715989G

Acid/base equilibria in clusters and their role in proton exchange membranes: computational insight

Vassiliki-Alexandra Glezakou, Michel Dupuis, Christopher J. Mundy

2007-09-13 Paper

DOI: 10.1039/B709752B

Intracule functional models: I. Angle-corrected correlation kernels

Elise E. Dumont, Deborah L. Crittenden, Peter M. W. Gill

2007-08-13 Paper

DOI: 10.1039/B709513A

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/B713963M

The colloid structural forces as a tool for particle characterization and control of dispersion stability

Elka S. Basheva, Peter A. Kralchevsky, Krassimir D. Danov, Kavssery P. Ananthapadmanabhan, Alex Lips

2007-07-05 Perspective

DOI: 10.1039/B705758J

Single-wall carbon nanotubes and peapods investigated by EPR

B. Corzilius, K.-P. Dinse, K. Hata

2007-07-24 Perspective

DOI: 10.1039/B707936M

Back cover

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B717250H

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

1-{3-[5-(エチルカルボンイル)-2,4-ジメチル-1H-ピロロール-3-基]プロパニル}ピペリジン-4-カルボン酸について、適用される法規ガイドラインは何ですか?

この化合物はCAS番号1142209-81-1であり、GHS分類では corrosive (腐食性物質) と classified (分類物質) として指定され...

1142209-81-11-{3-[5-(Ethoxycarbo...
化合物よくある質問

2,2-二氟-1,3-ベンゾジオキサン-5-カルボキシlic酸とは何ですか?

2,2-二氟-1,3-ベンゾジオキサン-5-カルボキシlic酸は、CAS番号656-46-2の化合物で、化学式はC8H4F2O4です。この化合物は白色の結晶性粉...

656-46-22,2-Difluoro-1,3-ben...
化合物よくある質問

8-氯-4-色原酮の代替品はありますか?

8-氯-4-色原酮(CAS番号: 49701-11-3)の代替品には、他の色原酮類似物や、構造が似ている化合物があります。例えば、8-メチル-4-色原酮や、他の...

49701-11-38-Chloro-2,3-dihydro...
化合物よくある質問

エチル6,6-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-インドアゼー-3-カルボキシレートとは何ですか?

エチル6,6-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-インドアゼー-3-カルボキシレートは、CAS番号1233243-56-5を有する化合物です。これは有...

1233243-56-5Ethyl 6,6-dimethyl-4...
化合物よくある質問

4-叔丁基-6-氯-嘧啶に適用される法規ガイドラインは何ですか?

4-叔丁基-6-氯-嘧啶はCAS番号3435-24-3で、GHS分類では毒性物質とみなし、GHSの危険性分類が適用されます。REACH規則では登録が必要で、Eu...

3435-24-34-Tert-butyl-6-chlor...
化合物よくある質問

維库溴铵杂质Bはどのように合成されますか?

維库溴铵杂质Bは、アンドロステンデンから始まり、一連の合成反応、包括的な選択性と高い収率で合成されます。具体的には、ブロミド化、酸化、ジマーゼ反応、アミド化など...

50587-95-6(2beta,3alpha,5alpha...
化合物よくある質問

2-(4-氟苄基)-吡咯烷の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号350017-04-8の2-(4-氟苄基)-吡咯烷は、結晶性の白色粉末です。分子量は199.17 g/molで、水に溶けにくいです。化学反応では比較的...

350017-04-82-(4-Fluorobenzyl)py...
化合物よくある質問

3-喹啉甲醛(2-チロール-8-エチル)は安全ですか?

3-喹啉甲醛(2-チロール-8-エチル)は一定の毒性を持つため、取扱には注意が必要です。使用する際は適切な防護具を着用し、密閉容器で保管・搬送し、直接的な接触を...

335196-05-92-Chloro-8-ethyl-3-q...
化合物よくある質問

エチル3-(ヒドロキシメチル)-1H-ピロール-2-カルボキシレートはどのように保存すればよいですか?

エチル3-(ヒドロキシメチル)-1H-ピロール-2-カルボキシレートは、室温(25℃)以下で保存し、直射日光を避け、乾燥した環境で保管することが推奨されます。ま...

75448-69-0Ethyl 3-(hydroxymeth...
化合物よくある質問

哌拉西林杂质Dは安全ですか?

哌拉西林杂质Dは安全性が確認されていません。使用または取り扱いには注意が必要で、適切な個人防護具を使用し、直接的な接触を避けることが推奨されます。

119410-05-88-Chloro-11-(4-piper...

掲載誌

Energy & Environmental Science

Energy & Environmental Science
CiteScore: 32.34
自己引用率: 3.4%
年間論文数: 481

Energy & Environmental Science is an international journal dedicated to publishing exceptionally important and high quality, agenda-setting research tackling the key global and societal challenges of ensuring the provision of energy and protecting our environment for the future. The scope is intentionally broad and the journal recognises the complexity of issues and challenges relating to energy conversion and storage, alternative fuel technologies and environmental science. For work to be published it must be linked to the energy-environment nexus and be of significant general interest to our community-spanning readership. All scales of studies and analysis, from impactful fundamental advances, to interdisciplinary research across the (bio)chemical, (bio/geo)physical sciences and chemical engineering disciplines are welcomed. Topics include, but are not limited to, the following: Solar energy conversion and photovoltaics Solar fuels and artificial photosynthesis Fuel cells Hydrogen storage and (bio) hydrogen production Materials for energy systems Capture, storage and fate of CO2, including chemicals and fuels from CO2 Catalysis for a variety of feedstocks (for example, oil, gas, coal, biomass and synthesis gas) Biofuels and biorefineries Materials in extreme environments Environmental impacts of energy technologies Global atmospheric chemistry and climate change as related to energy systems Water-energy nexus Energy systems and networks Globally applicable principles of energy policy and techno-economics

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。