纳米Bi的制备及其在锂离子电池中的应用研究

作者：王启明; 陈卓; 陈远强; 陈素晶; 张易宁^*

来源：电子元件与材料, 2023, 42(04): 395-402.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.0079

• 钒酸铋
• 纳米铋
• 铋负极
• 锂离子电池

铋(Bi)作为负极材料表现出比石墨更高的理论容量，引起了广泛的关注。然而，在锂化过程中，较大的体积变化和较差的循环稳定性阻碍了Bi负极的发展。为了克服上述缺点，通过电化学原位还原将钒酸铋负极转化为具有三维蜂窝结构的纳米Bi负极，并进一步研究Bi负极充放电机理及形貌变化。结果表明：纳米Bi因具有大的比表面积为锂离子嵌入提供了更多的活性位点，带来了高的比容量；同时，其三维蜂窝结构为Bi纳米颗粒在充放电过程中的体积变化提供了机械应变空间，缓解了Bi的体积膨胀，提高了电极的稳定性。研究表明，纳米Bi负极在100 mA·g-1下的稳定放电比容量为497.5 mAh·g-1。本研究为高能量锂离子电池负极提供了一种新的途径，使得纳米Bi有望成为锂离子电池高能负极的潜在候选者。

• 单位
  材料学院; 福建师范大学; 中国科学院福建物质结构研究所