Echipa Universității Sichuan încapsulează particulele de bismut în carcase de carbon asemănătoare plăcilor ca anozi de înaltă performanță pentru bateriile cu ioni de sodiu

Cercetătorii de la Universitatea Sichuan au încapsulat particule de bismut în învelișuri de carbon asemănătoare plăcilor pentru a îmbunătăți stabilitatea structurală și pentru a îmbunătăți ratele de transport al ionilor, obținând în cele din urmă un anod de stocare de sodiu de înaltă performanță, cu aproape nicio scădere a capacității în timpul ciclurilor de încărcare-descărcare. O lucrare despre munca lor este publicată în Journal of Power Sources .

Li şi colab.

Bismutul (Bi), ca material anodic de aliere pentru bateriile cu ioni de sodiu (SIB), a atras o atenție semnificativă datorită capacității sale teoretice ridicate (386 mAh/g) și a densității volumetrice de energie (3800 mAh/cm³). Cu toate acestea, Bi suferă o expansiune substanțială a volumului (352%) în timpul tranzițiilor fazei de sodiare/desodiare, ceea ce duce la fragmentarea structurii electrodului.

Pentru a face față acestei provocări, construirea unei structuri compozite încapsulate în carbon sa dovedit a fi o strategie eficientă. Aici, particulele Bi încapsulate în învelișuri de carbon asemănătoare plăcilor (Bi@C) sunt sintetizate prin procese hidrotermale, de carbonizare la temperatură înaltă și de reducere in situ. Introducerea învelișurilor de carbon asemănătoare plăcilor accelerează procesul de transfer al sarcinii și transportul ionilor, atenuând în același timp impactul modificărilor de volum.

Comportamentul electrochimic al Bi@C a fost investigat, dezvăluind o rezistență la transferul de sarcină de până la 0,16 Ω, ceea ce confirmă procesele sale cinetice rapide. Beneficiind de această structură, Bi@C realizează o performanță de rată excelentă cu o capacitate reversibilă de 373,2 mAh/g la 0,2 A/g și 366,6 mAh/g la 20 A/g, precum și o performanță stabilă de ciclism, reținând 358,7 mAh/g după 1000 de cicluri la 1 A/g și 3 mAh/g/g după 3 mAh/g/g și 3 mAh/g/g după 3 cicluri. 5 A/g. Acest studiu oferă o nouă abordare pentru dezvoltarea de noi anozi din aliaj și îmbunătățirea performanței de stocare a sodiului.

-Li și colab.

 

Resurse

• Shiyu Li, Qiang Gu, Zongbin Luo, Yujia Zheng, Xin Tian, ​​Na Jin, Ying Liu, particule de bismut încapsulate în carcase de carbon asemănătoare plăcilor ca anozi de înaltă performanță pentru stocarea sodiului, Journal of Power Sources, Vol. 635