Sodyum iyon pil
Malzemeler > Anotlar

SIB'ler, grafitleştirilemeyen, amorf bir karbon olan sert karbon malzeme kullanır. Malzemenin sodyum emme yeteneği 2000 yılında keşfedildi. Bu anodun, Na/Na +' ya kıyasla ⁓0,15 V üzerinde eğimli bir potansiyel profiliyle 300 mAh/g sağladığı gösterildi. Sert karbon kullanan ilk sodyum iyon hücresi 2003 yılında sergilendi ve deşarj sırasında ortalama 3,7 V voltaj gösterdi. Mükemmel kapasite kombinasyonu, (düşük) çalışma potansiyelleri ve çevrim stabilitesi nedeniyle sert karbon tercih edilir.
2015 yılında araştırmacılar, grafitin eter bazlı elektrolitlerde sodyum ile birlikte katkı sağlayabileceğini gösterdi. Na/Na +'ya karşı 100 mAh/g civarı düşük kapasitelerde  0 – 1,2 V arasında nispeten yüksek çalışma potansiyelleri elde edilmiştir. Na 2 Ti 3 O 7, veya NaTiO 2, gibi bazı sodyum titanat fazları, düşük çalışma potansiyellerinde (< 1 V - Na/Na) yaklaşık 90–180 mAh/g kapasite sağladı, ancak döngü stabilitesi birkaç yüz döngü ile sınırlıydı. Çok sayıda rapor, alaşım ve/veya dönüşüm reaksiyonu yoluyla sodyum depolayan anot malzemelerini tanımlar. Bir sodyum alaşımı, sodyum iyonu taşınmasını düzenleme vedendritlerin ucundaki elektrik alan birikimini önleme faydalarını sağlar. Wang ve ark. nikel antimonun (NiSb)  arayüzünün, deşarj sırasında bir Na metali üzerinde kimyasal olarak biriktirildiğini bildirdi. Bu ince NiSb tabakası, metalinin elektrokimyasal kaplamasını uniform şekilde düzenler, aşırı potansiyeli düşürür ve 10 mAh cm -2'lik yüksek bir alan kapasitesinde 100 saatin üzerinde Na metalinde dendritsiz kaplama/sıyırma imkanı sunar.
Başka bir çalışmada Anot Li ve ark.'ınca sodyum ve metalik kalay Na15Sn4 kullanılarak spontan bir reaksiyonla hazırlanmıştı. Bu anot, 90 °C (194 °F) C'lik yüksek bir sıcaklıkta çalışabiliyor. 1 mA cm −2'de 1 mA h cm −2 ile bir karbonat elektrolit içinde ve tam hücre, 2C akım yoğunluğunda 100 döngülük sabit bir döngü hızı sergiledi. Sodyum alaşımının aşırı sıcaklıklarda çalışma ve dendritik büyümeyi düzenleme yeteneğine rağmen, tekrarlanan depolama döngüleri sırasında malzeme üzerinde yaşanan şiddetli gerilim-gerinim, özellikle geniş formatlı hücrelerde döngü stabilitesini sınırlar. Tokyo Bilim Üniversitesi'nden araştırmacılar, Aralık 2020'de duyurulan nano boyutlu magnezyum parçacıklarıyla 478 mAh/g'ye ulaştı.
Çinli araştırmacılar 2021'de sodyum iyon pillerde anot olarak katmanlı MoS2 (Poliimid türevi N-katkılı karbon nanotüplerin yüzeyine yoğun bir şekilde birleştirilmiş karbon kaplı MoS2 nano-tabakaları bir çözünme-yeniden kristalleştirme işlemi) denedi.
Bu tür bir C-MoS 2 /NCNT anodu 1 A/g'de 400 döngüden sonra %82 stabilitesi 2A/g'de 348 mAh/g, depolayabilir. TiS2, katmanlı yapısı nedeniyle SIB'ler için başka bir potansiyel malzemedir, ancak TiS2 zayıf elektrokimyasal kinetik ve nispeten zayıf yapısal kararlılığa sahip olduğundan, kapasite zayıflaması sorununun üstesinden henüz gelmemiştir. 2021'de Çin'in Ningbo kentinden araştırmacılar, 165,9 mAh/g hız kapasitesi ve 500 döngüden sonra %85,3 kapasite döngü stabilitesi sunan, önceden potasifiye edilmiş TiS2 kullandı.
Deneysel sodyum-iyon pillerde Grafen Janus parçacıkları enerji yoğunluğunu artırmak için kullanılmıştır. Bir taraf etkileşim yerleri, diğer taraf katmanlar arası ayırma sağlar. Enerji yoğunluğu 337 mAh/g'a ulaştı.