연구진, 바이메탈 Bi 개발

May 24, 2023

중국 연구진이 에테르 기반 전해질을 사용해 나트륨이온전지(SIB)용 고성능 양극 소재로 사용할 수 있는 바이메탈 Bi-Sn 미세입자(μ-BiSn)를 개발했다.

RSC 저널 Chemical Communications의 공개 논문에서 그들은 μ-BiSn 재료가 높은 초기 쿨롱 효율(90.6%), 우수한 사이클링 안정성(3000 사이클 후 541mAh g−1)과 같은 우수한 전기화학적 성능을 나타낸다고 보고했습니다. 2 A g-1) 및 뛰어난 속도 성능(10 A g-1에서 393 mAh g-1).

합금계 음극재(Sn, Bi, Sb 등)는 나트륨이온전지용 고성능 음극재로 많은 주목을 받고 있다.

그 중에서 Sn은 높은 이론 용량(847 mAh g-1), 낮은 방전 전압(~0.4 V vs. Na+/Na), 높은 전자 전도도 및 무독성이라는 장점을 가지고 있습니다. 그러나 열악한 사이클링 및 속도 성능은 실제 적용을 방해합니다. 이에 비해 Bi는 독특한 층 구조로 인해 우수한 속도 및 사이클 성능을 나타내지만 이론적 비용량은 386mAh g-1에 불과합니다. 따라서 Sn(높은 이론 용량)과 Bi(우수한 사이클링/속도 성능)의 장점을 결합하는 것이 매우 바람직합니다.

연구팀은 저온에서 용탕을 초음파 처리해 μ-BiSn을 합성했다. (Bi 및 Sn 비드는 저온에서 녹일 수 있어 준비 중 에너지 소비를 효과적으로 줄일 수 있습니다.)

(ad) SIB에서 μ-BiSn의 전기화학적 성능. (a) 0.01V와 1.5V 사이의 0.1Ag-1에서의 정전류 충전/방전 곡선. (b, c) μ-BiSn, μ-Bi, μ-Sn 및 μ-Bi/Sn의 속도 및 사이클링 성능. (d) 2Ag-1에서 μ-BiSn의 장기 사이클링 성능. (예) μ-BiSn 두께 전극의 전기화학적 성능. (e) 질량 부하가 다른 μ-BiSn의 정전류 방전/충전 곡선. (f) 질량 부하가 다른 μ-BiSn 전극의 특정 및 면적 용량. (g) 7.6 mg cm-2의 질량 부하를 갖는 사이클링 성능. Zhu et al.

자원

Y. Zhu, C. Wang, Z. Cheng, Q. Yao, J. Su, B. Chen, J. Yang 및 Y. Qian (2022) "높은 초기 쿨롱 효율 및 긴 수명 양극으로서의 바이메탈 Bi-Sn 미세구 나트륨 이온 배터리' Chem. 커뮤니케이터 도이: 10.1039/D2CC00833E.

2022년 3월 31일에 게시됨 in 배터리, 재료 | 고유링크 | 댓글 (0)