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研究概述

合金型負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注。

然而，嚴重的體積膨脹可能導致容量迅速衰減和電極粉化。

基于此，2024年10月28日，東南大學吳宇平教授（德國薩克森科學院通訊院士）/賀加瑞教授在國際期刊Advanced Functional Materials發表題為《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構穩定性較好的金屬鉍（Bi）作為骨架，形成2D BiSb合金。

該工作通過結合原位XRD和非原位TEM表征，揭示了Bi_0.4Sb_0.6負極中BiSb ? Na(Bi, Sb) ? Na₃(Bi, Sb)的可逆多步合金化鈉存儲機制，同時發現BiSb合金的部分非晶化和層間距擴大，這大大緩解了體積膨脹，從而增強了電化學穩定性。

此外，密度泛函理論和動力學計算表明，Bi_0.4Sb_0.6表現出較低的Na⁺吸附能和Na⁺擴散能壘，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同效應，Bi_0.4Sb_0.6展現出高可逆容量和循環穩定性，在0.1 A g^?1時為446 mAh g^?1，在0.5 A g^?1經過1100次循環后仍保持70%的高容量。

這項工作為開發用于SIBs的先進精密合金型負極材料提供了新的見解和機遇。

圖文解讀

圖1：Bi_0.4Sb_0.6合金的制備、理論計算和微觀形貌

圖2：Bi_0.4Sb_0.6負極的電化學性能

圖3：SIBs中Sb、Bi_0.4Sb_0.6和Bi合金負極的DFT計算

文獻信息

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

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/10/30/739e18eeef/

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