可充电铝电池(RABs)被认为是一种低成本、安全的电化学储能技术。然而,其存在Al3+的高电荷密度导致其缓慢的扩散,以及较大尺寸的AlCl4−,使得正极的容量较低等问题。
近日,山东大学陈国文教授,张建新教授,青岛科技大学万家齐报道了一种具有异质结构的Bi2Te3/Sb2Te3纳米薄片,其在Bi2Te3和Sb2Te3之间存在强界面相互作用,从而可以克服RABs正极的氧化还原动力学和能量性能等方面的挑战。
文章要点
1)与机械混合方法相比,异质结构造策略使Bi2Te3与Sb2Te3结合的更紧密,从而具有更高的容量。此外,Bi2Te3/Sb2Te3异质结界面工程提高了正极的电导率和离子扩散系数。
2)Bi元素中的Al3+嵌入以及价态转变是异质Bi2Te3/Sb2Te3正极的充放电机理。实验结果显示,基于Bi2Te3/Sb2Te3异质结的RAB实现了高容量(在300次循环时电流密度为1 A g-1时,容量达到203 mA h g-1)以及优异的倍率性能(3000次循环后电流密度为5 A g-1时,容量达到了101 mA h g-1)。
参考文献
Yiqun Du , Boya Zhang , Wenyang Zhang , Huixin Jin , Jingyu Qin , Jiaqi Wan , Jianxin Zhang , Guowen Chen , Interfacial Engineering of Bi2T e3/Sb2Te3 Heterojunction Enables High–Energy Cathode for Aluminum Batteries, Energy Storage Materials (2021)
DOI:10.1016/j.ensm.2021.03.012
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.03.012