基于Bi2Se3的3D等级自支持阳极,用于高性能/离子电池
Binhong He1, João Cunha2, Zhaohui Hou1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Key Laboratory of Hunan Province for Advanced Carbon-based Functional Materials, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang, 414006, China.
Journal of colloid and interface science
|July 14, 2023
概括
碳布上的胺化物 (Bi2Se3) 纳米板,涂有减少的氧化石墨烯,通过提高导电性和稳定性,显著提高离子和离子电池的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 化 (Bi2Se3) 是离子电池 (LIB) 和离子电池 (SIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它的可用性和高理论容量.
- 然而,其实际使用受到循环过程中电导率差和体积膨胀的限制,这损害了速度能力和长期稳定性.
研究的目的:
- 设计和合成基于Bi2Se3纳米板的新型复合材料,以提高LIB和SIB中的阳极性能.
- 通过协同结构设计,克服Bi2Se3固有的局限性,例如低导电性和体积不稳定性.
主要方法:
- 用Bi2Se3纳米板沉积在碳布 (CC) 上并被减少的石墨烯氧化物 (rGO) 封装的复合材料制造.
- 利用物理蒸汽沉积用于Bi2Se3纳米板和rGO封装,以创建导电和稳定的框架.
- 在LIB和SIB中,复合材料作为阳极材料的电化学表征.
主要成果:
- 该Bi2Se3/CC/rGO复合物在LIBs (467.5mAh/g在120个循环后0.1A/g) 和SIBs (375.3mAh/g在100个循环后0.1A/g) 中表现出高的可逆容量.
- 证明了出色的速率能力,在LIB中以5.0 A/g保持398.6 mAh/g,在SIB中以5.0 A/g保持286.3 mAh/g.
- 复合结构有效地改善了电子和离子运输,同时适应了电化学循环期间的体积变化.
结论:
- 开发的Bi2Se3/CC/rGO复合物有效地解决了电池阳极中裸体Bi2Se3的局限性.
- Bi2Se3纳米板,CC和rGO的协同集成带来了提高电化学性能,为高性能LIB和SIB铺平了道路.
