作为优质离子电池的竞争性广泛温度运行阳极,分层Bi@C微球的自建模板构建

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:

• (Bi) 阳极在离子电池 (SIB) 中面临着挑战,因为在循环过程中体积发生了显著变化,这限制了它们的实际使用.
• 开发具有高体积容量的稳定阳极材料对于推进SIB技术至关重要.

研究的目的:

• 为高性能SIB阳极合成和表征多孔Bi@C (P-Bi@C) 微球.
• 研究用于离子储存的P-Bi@C的结构和电化学特性.

主要方法:

• 水热合成后进行碳热还原,以制造P-Bi@C微球.
• 电化学测试 (循环稳定性,速率能力) 和 in situ/ex situ 的表征.
• 密度函数理论 (DFT) 计算,以了解 Na+ 储存机制.

主要成果:

• 优化的P-Bi@C-700阳极在1Ag-1下进行1500个循环后,显示出359.8mAhg-1的高可逆容量.
• 在各种温度下,P-Bi@C-700表现出极好的速度性能和稳定的容量保留.
• 一个充满电池 (Na₃V₂(PO₄) ₃//P-Bi@C-700) 在 260 次循环以 1 A g^{-1 的速度后显示出 359.7 mAh g-1 的容量.}

结论:

• 通过合金机制,P-Bi@C微球有效抑制体积膨胀,并增强Na+储存.
• 层次结构和碳外有助于改善结构可逆性和电化学性能.
• 这种自动模板策略为设计高性能SIB的先进合金基阳极提供了一个有前途的途径.