钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）因钾钠储量丰富、高容量和合适的工作电位而被认为是下一代电池系统中极具吸引力的替代储能技术，然而，迄今为止，双功能高性能负极的设计和应用仍然是一个巨大的挑战。硫化铋以其独特的层状结构、较大的层间距可容纳较大半径的离子、较高的理论容量和较高的体积容量等优点适合作为负极。

近日，山东大学徐立强教授报道了采用水热法合成了Bi₂S₃/rGO，并将其应用于PIBs和SIBs的双功能负极材料。

文章要点

1）Bi₂S₃/rGO具有以下几个方面的优点：i）通过静电相互作用与Bi₂S₃分级微球的导电网络紧密结合。同时，通过水热法将GO转化为rGO提高了Bi₂S₃/rGO复合材料的导电性；ii）在材料结构设计上，交错纳米棒不仅为K⁺、Na⁺的插入和体积膨胀提供了空间，而且缩短了扩散长度，加快了电子传递速率；iii）将醚基电解液应用于电池中，有利于抑制副反应，提高电化学性能。上述协同效应是Bi₂S₃/rGO复合材料优异电化学性能的重要原因。

2）实验结果显示，Bi₂S₃/rGO具有优异的负极性能，在206.91 mA g^-1下循环1200次后容量仍能保持在100 mAh g^-1。值得一提的是，这种材料作为SIBs的负极也表现出优异的倍率性能，15 A g^-1下的容量达到237 mAh g^-1。同时，Bi₂S₃/rGO材料也已成功应用于钠离子全电池。以上结果表明，所制备的Bi2S3/rGO复合材料作为PIBs和半/全SIBs的双功能负极材料具有广阔的应用前景。

参考文献

Xiuping Sun, et al, Dandelion-Like Bi₂S₃/rGO hierarchical microspheres as high-performance anodes for potassium-ion and half/full sodium-ion batteries, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3407-y

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3407-y