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雙金屬復合材料由于其固有的可調性、成本效益以及同時實現高比容量和低反應電位，在先進儲能系統中作為負極材料具有很大的潛力。然而，簡單的雙相混合往往不能達到令人滿意的性能。

在此，悉尼科技大學汪國秀教授、劉浩教授，上海大學Gao Hong團隊提出了一種創新的應力自適應雙金屬恒星納米球（50-200 nm），以鉍（Bi）為核，無縫封裝在錫（Sn）襯底（Sn-Bi@C）中。這種具有雙金屬性質的一體化星形結構體現了鉍和錫之間的協同作用，具有更強的導電性和更高的鈉離子擴散動力學性能。此外，利用有限元分析模擬，還發現了錫包覆的鉍內部的均勻應力分布，從而有效地減輕了因 Na⁺ 離子的插入而產生的結構應變。

圖1. Sn-Bi@C 電極的電化學性能

總之，該工作通過簡便的退火策略，作者成功地制造出了一種特殊設計的 Sn-Bi@C 星型納米粒子，其雙核被包裹在錫包層中。在包裹的 Bi 和包裹的 Sn 的共同作用下，Sn-包絡的 Bi 結構內部呈現出均勻的應力分布，從而有效地減輕了由 Na⁺ 離子插入過程引起的結構應變。同時，星型納米球的雙金屬性質增強了導電性，并促進了鈉離子的加速擴散動力學。由于具有這些獨特的結構優勢，Sn-Bi@C負極為 SIB 提供了卓越的電化學性能。

在 100 mA g^-1 下循環 100 次后，它的比容量高達 461 mA h g^-1，在 1 A g^-1 下循環 2000 次后，容量保持率仍高達 86.9%。即使在 2 A g^-1 的更高電流密度下，其容量仍高達 436 mAh g^-1。此外，當將 Na₃V₂(PO₄)₃ 正極整合到全電池配置中時，Na₃V₂(PO₄)₃|Sn-Bi@C 全電池表現出 251.2 W h kg^-1 的高能量密度和穩定的循環性能，在 1 A g^-1 條件下循環 300 次后仍能保持 97.06% 的容量。這項研究為鈉離子電池中雙金屬合金陽極的開發提出了一個新概念，為其實際應用提供了廣闊的前景。

圖2. NVP 正極的電池性能

A Stress Self-Adaptive Bimetallic Stellar Nanosphere for High-Energy Sodium-Ion Batteries Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202307959

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?悉尼科大/上大AFM：用于高能鈉離子電池的應力自適應雙金屬恒星結構納米球

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