Elektrolyte für
Natrium-Ionen
Batterien

Herausforderungen

Das Funktionsprinzip eines SIBs ist dem von LIBs sehr ähnlich und basiert auf dem Pendeln von Ionen zwischen einer positiven und einer negativen Elektrode, das durch einen geeigneten Natriumionen leitenden Elektrolyten ermöglicht wird. Das am häufigsten verwendete negative Elektrodenmaterial für SIBs sind harte Kohlenstoffe. Natriumhaltige Verbindungen dienen als positive Elektrodenmaterialien. Drei Arten von Materialien werden derzeit für kommerzielle Anwendungen in Betracht gezogen: Materialien vom Typ Preußisch Blau oder Preußisch Weiß (PBA-Analoga), polyanionische Verbindungen oder geschichtete Oxide. Was den Elektrolyten betrifft, so wurden etablierte Konzepte aus der LIB-Technologie für SIBs angepasst, wobei das Lithiumsalz durch seine Natriumanaloga ersetzt wurde. Eine einfache Übertragung der Konzepte von LIBs auf SIBs ist jedoch aufgrund der komplexeren Bildung von stabilen Zwischenphasen (SEI und CEI) in SIBs nicht möglich. Diese Komplexität ergibt sich aus der höheren Löslichkeit der aus Natrium gewonnenen Interphasen, die auf den Größenunterschied zwischen Lithium- und Natriumionen zurückzuführen ist. Darüber hinaus wirkt sich die höhere Koordinationszahl von Natrium negativ auf die Diffusion des solvatisierten Ions aus, was eine weitere Herausforderung darstellt. Beide Elektroden (Anode und Kathode) enthalten in der Regel einen Aluminiumstromkollektor, so dass die Elektrolytkompatibilität von großer Bedeutung ist.

Was den Elektrolyten betrifft, so wurden etablierte Konzepte aus der LIB-Technologie für SIBs angepasst, wobei das Lithiumsalz durch seine Natriumanaloga ausgetauscht wurde. Eine einfache Übertragung der Konzepte von LIBs auf SIBs ist jedoch aufgrund der komplexeren Bildung von stabilen Interphasen (SEI und CEI) in SIBs nicht möglich. Diese Komplexität ergibt sich aus der höheren Löslichkeit der aus Natrium gewonnenen Interphasen, die auf den Größenunterschied zwischen Lithium- und Natriumionen zurückzuführen ist. Darüber hinaus wirkt sich die höhere Koordinationszahl von Natrium negativ auf die Diffusion des solvatisierten Ions aus, was eine weitere Herausforderung darstellt. Beide Elektroden (Anode und Kathode) enthalten in der Regel einen Aluminiumstromkollektor, so dass die Elektrolytkompatibilität von großer Bedeutung ist.