科研成果

Nano-Micro Letters:静电自组装法制备Bi2MoO6/MXene异质结构及其储锂性能研究

发文时间:2021-03-15

  钼酸铋(Bi2MoO6)是一种层状结构的双金属氧化物,被广泛应用作光催化材料。新近有研究表明,钼酸铋具有高的嵌锂理论比容量(790 mAh g-1)和较低的嵌锂电位(<1 V),是一种很有前景的锂离子电池的负极材料。然而,由于导电性欠佳、充放电过程中体积膨胀较大,其循环和倍率性能有待进一步改善。

  本文采用静电自组装的方法将水热法制备的表面带正电荷的纳米盘状Bi2MoO6组装在表面带负电荷的二维MXene纳米片上。这一独特的异质结构可以有效避免Bi2MoO6的团聚,同时,具有类金属导电性的MXene的加入不仅可以显著提高电极的导电性,还可有效缓冲Bi2MoO6在嵌锂过程中的体积膨胀。相比于纯Bi2MoO6材料,Bi2MoO6/MXene异质结构表现出较高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。Bi2MoO6/MXene-30%0.1 A g-1电流下经200次循环后比容量为在692 mAh g-1,而在1 A g-1的大电流下循环1000次后比容量还依旧保持有545.1 mAh g-1,表明Bi2MoO6/MXene-30%在循环过程中具有优异的结构稳定性。此外,利用恒电流间歇滴定技术及变扫速CV测试对Bi2MoO6/MXene-30%的动力学机理进行了探究,研究表明MXene的加入可以显著提高电极的锂离子扩散系数,且材料的储锂容量以赝电容贡献为主。该研究不仅表明钼酸铋是一种非常有潜力的锂离子电池负极材料,而且表明MXene作为导电基底材料可以显著改善金属氧化物的电化学性能。

  本项工作以“Plate‑to‑Layer Bi2MoO6/MXene‑Heterostructured Anode for Lithium‑Ion Batteries”为题发表在Nano-Micro Letters (2019, 11:81),并被选做当期封面文章,在该刊2019年最受欢迎的30篇文章中排名第五。


  文章信息:

     Peng Zhang, Danjun Wang, Qizhen Zhu*, Ning Sun, Feng Fu*, Bin Xu*. Plate‑to‑Layer Bi2MoO6/MXene‑Heterostructured Anode for Lithium‑Ion Batteries. Nano-Micro Letters, 2019, 11:81.

https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-019-0312-y