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研究概述

合金型負(fù)極因其資源豐富和在鈉離子電池（SIBs）中的高理論容量性能而備受關(guān)注。

然而，嚴(yán)重的體積膨脹可能導(dǎo)致容量迅速衰減和電極粉化。

基于此，2024年10月28日，東南大學(xué)吳宇平教授（德國薩克森科學(xué)院通訊院士）/賀加瑞教授在國際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Synergistic Bimetallic Effects of BiSb Anodes Long-Stable Sodium Storage》的研究論文。

在此，為了緩解體積膨脹，研究人員合理選擇了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好的金屬鉍（Bi）作為骨架，形成2D BiSb合金。

該工作通過結(jié)合原位XRD和非原位TEM表征，揭示了Bi_0.4Sb_0.6負(fù)極中BiSb ? Na(Bi, Sb) ? Na₃(Bi, Sb)的可逆多步合金化鈉存儲機(jī)制，同時發(fā)現(xiàn)BiSb合金的部分非晶化和層間距擴(kuò)大，這大大緩解了體積膨脹，從而增強(qiáng)了電化學(xué)穩(wěn)定性。

此外，密度泛函理論和動力學(xué)計(jì)算表明，Bi_0.4Sb_0.6表現(xiàn)出較低的Na⁺吸附能和Na⁺擴(kuò)散能壘，確保了鈉存儲過程中電子和離子的快速傳輸。

得益于二元合金的協(xié)同效應(yīng)，Bi_0.4Sb_0.6展現(xiàn)出高可逆容量和循環(huán)穩(wěn)定性，在0.1 A g^?1時為446 mAh g^?1，在0.5 A g^?1經(jīng)過1100次循環(huán)后仍保持70%的高容量。

這項(xiàng)工作為開發(fā)用于SIBs的先進(jìn)精密合金型負(fù)極材料提供了新的見解和機(jī)遇。

圖文解讀

圖1：Bi_0.4Sb_0.6合金的制備、理論計(jì)算和微觀形貌

圖2：Bi_0.4Sb_0.6負(fù)極的電化學(xué)性能

圖3：SIBs中Sb、Bi_0.4Sb_0.6和Bi合金負(fù)極的DFT計(jì)算

文獻(xiàn)信息

Synergistic Bimetallic Effects of BiSb Anodes Enable Long-Stable Sodium Storage,?Advanced Functional Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/10/30/739e18eeef/

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