【摘 要】
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随着锂电行业的大规模发展,人们对锂的需求也相应的不断增长,然而,由于锂在地壳中存在成份较少、分布不均等问题,这使得它们的价格飙升。鉴于此,开发其它电池体系至关重要,钠的储量丰富、广泛分布、以及与锂有很多相似的物化性质,使得钠离子电池成为很有希望的候选者。铋基材料由于其较高的理论比容量和合适的工作电压,已被广泛地用作碱金属离子电池的负极,然而,其体积膨胀问题一直难以解决,极大的限制了它们的实际应用。
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随着锂电行业的大规模发展,人们对锂的需求也相应的不断增长,然而,由于锂在地壳中存在成份较少、分布不均等问题,这使得它们的价格飙升。鉴于此,开发其它电池体系至关重要,钠的储量丰富、广泛分布、以及与锂有很多相似的物化性质,使得钠离子电池成为很有希望的候选者。铋基材料由于其较高的理论比容量和合适的工作电压,已被广泛地用作碱金属离子电池的负极,然而,其体积膨胀问题一直难以解决,极大的限制了它们的实际应用。为负极材料设计合理的纳米结构、或在其表面包覆弹性碳层,一方面可确保快速动力学,另一方面可有效缓解由材料体积变化产生的应力/应变,因此,在这项工作中,我们通过一步直流电弧放电法分别合成了碳包覆的Bi2Se3（Bi2Se3/C）纳米粒子和Bi2Te3（Bi2Te3/C）纳米粒子,并将它们作为钠离子电池（SIBs）的负极材料。Bi2Te3/C负极在10 A g-1的大电流密度下循环500次后可逆比容量仍有280 m Ah g-1;Bi2Se3/C负极在10 A g-1的电流密度下循环1400次后仍有370 m Ah g-1的可逆比容量,此外,Bi2Se3/C负极即使在40 A g-1的超大电流密度下,经过500次循环后,电荷比容量仍保持在320 m Ah g-1,几乎没有衰减。还通过循环伏安法和原位X射线粉末衍射详细的研究了Bi2Te3/C,Bi2Se3/C负极材料的Na+存储机理。简单的合成方法结合优异的电化学性能,使得Bi2Se3/C和Bi2Te3/C复合材料展示出极大的应用前景。
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