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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
zwy应助ergrsbf采纳,获得20
1秒前
arong完成签到,获得积分0
1秒前
虚心谷梦完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1111完成签到,获得积分10
1秒前
科目三应助萧萧采纳,获得20
2秒前
2秒前
次次发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
orixero应助galioo3000采纳,获得10
3秒前
牛小牛发布了新的文献求助10
4秒前
Emma应助kiyo_v采纳,获得10
4秒前
4秒前
FashionBoy应助黑黑黑采纳,获得10
4秒前
Zhaojiaokeyan关注了科研通微信公众号
4秒前
gfi完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
眼睛大的问丝关注了科研通微信公众号
5秒前
123完成签到,获得积分20
5秒前
明亮的冷雪完成签到,获得积分10
5秒前
风趣的老太应助哈哈哈采纳,获得10
5秒前
陈文学发布了新的文献求助10
6秒前
彭于晏应助小王吧采纳,获得10
6秒前
6秒前
啊啊啊完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
ye完成签到,获得积分10
7秒前
Zzzz完成签到,获得积分20
8秒前
陆吉完成签到,获得积分10
8秒前
芷莯发布了新的文献求助10
8秒前
xy发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Ftplanet发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
blue完成签到,获得积分10
10秒前
water应助多久之前采纳,获得10
10秒前
10秒前
yu发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Effective Learning and Mental Wellbeing 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3974779
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519193
关于积分的说明 11197417
捐赠科研通 3255311
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1797760
邀请新用户注册赠送积分活动 877150
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806187