将独特的Bi2Te3-BiPO4异质结构锚定在多孔N、S共掺杂的碳纳米棒上，用于制备高性能锌离子电池

《Advanced Functional Materials》：Anchoring Unique Bi2Te3-BiPO4 Heterostructure on Porous N, S co-Doped Carbon Nanorods for Advanced Zn-Ion Batteries

锌离子电池中拓扑绝缘体Bi2Te3通过复合N,S掺杂碳纳米管（Bi2Te3-BiPO4@NSC）实现结构稳定，内置电场提升离子吸附与迁移速率，在0.2 A g-1下比容量达458.2 mAh g-1，兼具高倍率性能与长循环稳定性，柔性电池在折叠状态下仍保持可靠工作。

　　

摘要

拓扑绝缘体Bi₂Te₃因其独特的量子效应和较大的理论容量而在锌离子电池（ZIBs）领域引起了广泛关注。然而，该材料存在体积膨胀和动态响应迟缓等问题。本文采用溶剂热法制备了Bi-1,3,5-苯三羧酸（Bi-BTC）纳米棒，以提高其结构稳定性，并成功在其表面涂覆了聚磷杂化物层（记为Bi-BTC@PZS）。随后，将Bi₂Te₃与BiPO₄异质结构纳米颗粒嵌入氮、硫掺杂的碳纳米棒中（Bi₂Te₃-BiPO₄@NSC），并在氮气（N₂）环境中通过碲化处理制备出这种纳米材料。实验研究与理论计算表明，这种具有内置电场的Bi₂Te₃-BiPO₄@NSC异质结结构显著提升了材料的导电性能和离子吸附能力，从而改善了电化学动力学性能，并在形态和结构上表现出优异的稳定性。电化学存储机制显示，Zn²⁺/H⁺离子能够共同插入材料中，且由于BiPO₄的加入，吸附能量得到增强。这些改进使得该材料在0.2 A g^?1?1

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。