成果简介

铋（Bi）因其独特的优势，如低成本、高理论重量容量（mAhg–1）和优异的容量（mAhcm–3），已成为钠离子和钾离子电池阳极的潜在候选者。然而，Bi在合金化/脱合金反应中的低电导率和巨大的体积膨胀对循环稳定性极为不利，严重阻碍了其实际应用。为了克服这些问题，本文，西北大学王贝贝助理研究员/王惠教授（通讯作者）等研究人员在《ACSAppl.Mater.Interfaces》期刊发表名为“Bi

CNanosphereswiththeUniquePetaloidCore–ShellStructureAnchoredonPorousGrapheneNanosheetsasanAnodeforStableSodium-andPotassium-IonBatteries”的论文，研究提出了一个合理的方案：首次一步合成了具有独特花瓣状核壳结构的Bi

C纳米球，然后与不同含量的石墨烯（GR）结合形成复合材料的纳米片Bi

C

GRBi

C。这具有核壳结构的Bi

C纳米球有利于缩短电子/离子的传输路径，降低循环过程中颗粒结构破裂的风险。此外，Bi

C纳米球和多孔GR的结合可以大大提高导电性，防止颗粒聚集，有利于更好的循环稳定性和速率性能。因此Bi

C

GR-2在0.1ag–1条件下，钠储存（80次循环中mAhg–1）和钾储存（70次循环中mAhg–1）具有优异的可逆容量。此外，通过原位电化学阻抗谱和非原位透射电子显微镜分析和反映Bi

C

GR-2电极在充放电过程中的动力学反应机制和相变

图文导读

图1.Bi

C

GR复合材料的制造示意图。

图2.(a,b)SEM图像，(c)粒度分布直方图，(d-g)TEM和HRTEM图像，(h-j)EDS映射图像，以及(k)Bi

的EDS线扫描C。

图3.Bi

C

GR-2的(a-c)SEM图像、(d-g)TEM和HRTEM图像以及(h-k)EDS映射图像。

图4.(a)Bi

C、Bi

C

GR-1、Bi

C

GR-2、Bi

C

GR-3和GR的XRD谱。(b)Bi

C

GR-1、Bi

C

GR-2、Bi

C

GR-3和GR的拉曼光谱。(c)N2吸-解吸等温线，(d)孔隙分布和(e)Bi

C

GR-1、Bi

C

GR-2和Bi

C

GR-3的电导率。(f–i)Bi

C

GR-2的XPS全光谱和Bi4f、C1s和O1s光谱。

图5、电化学性能

图6.(a)Bi

C

GR-2电极在不同放电/充电电位下第1、5和10次循环的原位EIS光谱以及PIB的相应充放电曲线。Bi

C

GR-2电极在第一个循环中（b-e）0.和（f-i）3.0V的TEM、HRTEM和EDS映射图像。

文献：

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/5853.html