Натриевый электрод аккумуляторной батареи на основе распространённых элементов с напряжением 3,8 В

Перезаряжаемые литиевые батареи способствовали беспроводной революции в течение последних двух десятилетий и теперь достигли зрелости, позволяющей использовать их в экологически чистых автомобилях. Однако растущая обеспокоенность дефицитом лития и его применением в крупномасштабных системах стимулировала разработку устойчивых натрий-ионных батарей, в которых Na и Fe выполняют роль соответственно распространённого и недорогого носителя заряда и редокс-центра. Тем не менее их характеристики ограничены низким рабочим напряжением и замедленной кинетикой. Здесь мы сообщаем о ранее неизвестном материале с совершенно новым составом и структурой — первом сульфатном каркасе аллуодитового типа Na2Fe2(SO4)3, демонстрирующем самый высокий из когда-либо зарегистрированных редокс-потенциалов пары Fe(3+)/Fe(2+), равный 3,8 В относительно Na (и, следовательно, 4,1 В относительно Li), а также быструю кинетику при высоких токах. Перезаряжаемая натрий-ионная аккумуляторная система без редких металлов, совместимая с современной технологией литий-ионных батарей, теперь становится реально достижимой без ущерба для высокой плотности энергии и высокой мощности, открывая путь к созданию новых устойчивых катодов на основе распространённых элементов для крупномасштабных батарей.