内置电场调控的FeTiO3-BiFeO3异质结负极材料实现长效高倍率锂存储

本文创新性地通过分步水热法构建了FeTiO3-BiFeO3 p-n异质结负极材料，其内置电场（built-in electric field）显著提升了电子迁移率，在0.1 A g-1下循环250次仍保持984.1 mAh g-1的高比容量，1 A g-1下1000次循环后容量达268.7 mAh g-1，为突破过渡金属氧化物（TMOs）导电性瓶颈提供了新思路。

　　

Highlight

本研究成功构建的FeTiO₃-BiFeO₃异质结负极材料展现出卓越性能：在0.1 A g^-1电流密度下循环250次后，容量仍高达984.1 mAh g^-1，较纯FeTiO₃（631.5 mAh g^-1）和BiFeO₃（484 mAh g^-1）显著提升。在1 A g^-1高电流下经1000次循环后，容量保持268.7 mAh g^-1，分别是纯相材料的5倍和10倍！

Microstructural Characterization

透射电镜（TEM）分析显示（图2a），FeTiO₃-1BiFeO₃复合材料呈现清晰的六边形结构。高分辨TEM（图2b）中可见界面处存在1.30 ?间距的BiFeO₃（101）晶面与2.55 ?间距的FeTiO₃（-110）晶面完美匹配，这种晶体学定向排列为电荷快速传输搭建了"原子级高速公路"。

Conclusion

该工作通过水热法构建的异质结材料，其内置电场如同"电子涡轮增压器"，不仅将FeTiO₃-1BiFeO₃的循环容量提升至984.1 mAh g^-1（0.1 A g^-1），更在高电流（1 A g^-1）下实现超长循环寿命，为设计新型高能量密度锂电（LIB）负极提供了范式转移级策略。