Elucidating the Rate‐Limiting Processes in High‐Temperature Sodium‐Metal Chloride Batteries

电解质 无机化学 电极 电化学 氯化物 化学 金属 限制电流 材料科学 化学工程 冶金 物理化学 工程类
作者
Daniel Landmann,Enea Svaluto‐Ferro,Meike V. F. Heinz,Patrik Schmutz,Corsin Battaglia
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (17) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/advs.202201019
摘要

Sodium-metal chloride batteries are considered a sustainable and safe alternative to lithium-ion batteries for large-scale stationary electricity storage, but exhibit disadvantages in rate capability. Several studies identify metal-ion migration through the metal chloride conversion layer on the positive electrode as the rate-limiting step, limiting charge and discharge rates in sodium-metal chloride batteries. Here the authors present electrochemical nickel and iron chlorination with planar model electrodes in molten sodium tetrachloroaluminate electrolyte at 300 °C. It is discovered that, instead of metal-ion migration through the metal chloride conversion layer, it is metal-ion diffusion in sodium tetrachloroaluminate which limits chlorination of both the nickel and iron electrodes. Upon charge, chlorination of the nickel electrode proceeds via uniform oxidation of nickel and the formation of NiCl2 platelets on the surface of the electrode. In contrast, the oxidation of the iron electrodes proceeds via localized corrosion attacks, resulting in nonuniform iron oxidation and pulverization of the iron electrode. The transition from planar model electrodes to porous high-capacity electrodes, where sodium-ion migration along the tortuous path in the porous electrode can become rate limiting, is further discussed. These mechanistic insights are important for the design of competitive next-generation sodium-metal chloride batteries with improved rate performance.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
数值分析发布了新的文献求助10
刚刚
李健应助LSY采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
Hello应助cmc采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
隐形的烧鸭完成签到,获得积分10
3秒前
rrr发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
S一颗葚子完成签到 ,获得积分20
4秒前
4秒前
5秒前
pancake发布了新的文献求助10
5秒前
俊逸的芾发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
小安发布了新的文献求助10
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Hello应助Felix采纳,获得10
7秒前
8秒前
暴躁的松鼠给暴躁的松鼠的求助进行了留言
8秒前
蘅皋发布了新的文献求助10
8秒前
yaoyh_gc发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
Ava应助沉静的代桃采纳,获得10
9秒前
9秒前
11秒前
lidm完成签到,获得积分10
11秒前
Album发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
sasa发布了新的文献求助10
12秒前
Sun-xy发布了新的文献求助10
13秒前
JamesPei应助ri_290采纳,获得10
13秒前
ccji发布了新的文献求助10
13秒前
曲曲完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5769099
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5578176
关于积分的说明 15420439
捐赠科研通 4902827
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2637955
邀请新用户注册赠送积分活动 1585825
关于科研通互助平台的介绍 1540963