В последнее время очень много говорят и пишут о натрий-ионных аккумуляторах, которые благодаря доступности натрия являются хорошей альтернативой литий-ионным аккумуляторам там, где не очень важна масса устройства – например, для накопления энергии.
Производительность таких батарей ограничена имеющимися электродными материалами, особенно для натрий-ионных слоистых оксидов, что заставляет искать новые структуры катодов. То, как состав определяет структурную химию, имеет решающее значение для электрохимических характеристик, но его очень трудно предсказать, особенно для сложных композиций.
В новой статье, опубликованной в одном из двух «топовых» междисциплинарных журналов, Science, коллектив авторов из Китая, США, Франции и Нидерландов предлагает использовать особую величину, так называемый «катионный потенциал», вычисляемый через ионные потенциалы (отношение числа зарядов к радиусу иона, введенное Г. Картледжем и описывающее мощность поляризации иона). По данным авторов, этот катионный потенциал позволяет учитывать ключевые взаимодействия слоистых материалов и предсказывать упаковку катода, исходя из состава.
Поскольку структура укладки определяет функциональные свойства катода, новая методология предлагает решение для проектирования слоистых оксидов щелочных металлов. Статья так и называется: «Рациональный дизайн слоистых оксидных материалов для натрий-ионных аккумуляторов».