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成果简介
本文，西华师范大学化学化工学院李明齐教授团队在《ACS Sustainable Chem. Eng》期刊发表名为“Facile Synthesis of a Honeycomb-Like Nano-Bi/N-Doped C Composite as an Anode for Sodium-Ion Batteries with Superb Cycle Stability”的论文，研究提出以聚乙烯吡咯烷酮和五水硝酸铋为原料，通过简单的物理共混和热解合成了一种新型蜂窝状纳米 Bi/N 掺杂C复合材料。
在合成的复合材料中，Bi纳米球的粒径集中在4-16 nm，并且大部分嵌入在N掺杂的C中。当用作钠离子电池的负极时，它显示出稳定的可逆容量约为在 5Ag –1时为285mAh g –1。电极循环20000次后，容量保持在283mAhg-1，相对于第二次放电容量（320 mAhg -1 ），容量保持率为 88.4%）。蜂窝状纳米Bi/N 掺杂C 阳极呈现出小于2Ω的界面和电荷转移电阻以及大约10–6cm2s–1的快速Na+扩散系数。由蜂窝状纳米Bi/N掺杂C负极和磷酸钒钠/还原氧化石墨烯正极组成的全电池具有高能量密度和优异的循环性能。这项工作证明了通过使用廉价原料的简便且可扩展的方法合成高性能 Bi/C复合材料的可行性。
图文导读
图1. SEM 图像 (a,b); 电子图像（c）；分层元素分布图（d）；C、Bi和N元素图（e-g），XRD图（h）；蜂窝状纳米Bi/N掺杂C复合材料的拉曼光谱（i）。
图2. 钠离子半电池中蜂窝状纳米Bi/N掺杂C复合材料的电化学表征
图3. 扫描速率范围为0.2–1.2mVs –1 (a) 的CV曲线，5Ag–1时EIS随循环次数的变化(b)，不同循环后的SEM图像 (c–f) 和 TEM蜂窝状纳米Bi / N掺杂C复合阳极200次循环（g-i）后的图像
小结
通过简单的物理共混和热解制备了一种高性能、低成本的新型蜂窝状纳米Bi/N掺杂C复合阳极。该复合材料显示出超长的循环寿命和优异的倍率性能。虑到易于合成和优异的电化学性能，制备的蜂窝状纳米Bi/N掺杂C复合材料是一种很有前途的负极材料。
文献：
https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.2c01798
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