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       鈉離子電池（SIBs）和鉀離子電池（PIBs）被認(rèn)為是下一代電池極具吸引力的替代品，由于鉀和鈉在地球上很豐富，容量大且適宜的電壓，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，迄今為止，雙功能高性能負(fù)極的設(shè)計(jì)和應(yīng)用仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。硫化鉍因其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，相對(duì)較大的層間距離，可容納較大半徑的離子，高理論容量和高體積容量等而適合用作負(fù)極材料。在本研究中，蒲公英樣Bi₂S₃/rGO分級(jí)微球作為PIBs的負(fù)極材料顯示出可逆容量，在100 mA·g^-1的電流密度下，1200次循環(huán)后可保持206.91 mAh·g^-1的容量。作為SIBs的負(fù)極材料，在2 A·g^-1條件下循環(huán)300次后，其初始庫(kù)倫效率高達(dá)97.43%。即使在10 A·g^-1的高電流密度下，經(jīng)過(guò)3,400個(gè)循環(huán)，仍可以保留120.3 mAh·g^-1。成功組裝的Na₃V₂(PO₄)₃@ rGO // Bi₂S₃/ rGO鈉離子全電池，在100 mA·g^–1循環(huán)60次后表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能。以上結(jié)果表明，Bi₂S₃/ rGO具有作為PIBs和SIBs高性能雙功能負(fù)極的應(yīng)用潛力。
 
 
Scheme 1 Bi₂S₃/rGO分層微球的制備過(guò)程示意圖。
 
 
Figure 1 (a-c) Bi₂S₃的FESEM圖像。(d) Bi₂S₃/ rGO和HRTEM圖和相應(yīng)的晶格間距。Bi₂S₃/rGO的(e)和(f) FESEM圖，(g)和(h) TEM圖。(i)元素映射(C, Bi, S)。
 
 
Figure 2 Bi₂S₃/rGO復(fù)合材料的(a) TGA曲線(xiàn)，(b) N₂吸附/脫附曲線(xiàn)，(c) XRD譜圖，(d) XPS譜和 (e) Bi 4f, S 2p, c 1s譜。
 
 
Figure 3 Bi₂S₃/rGO鉀離子半電池的電化學(xué)性能。
 
 
Figure 4 (a)不同掃描速率下的CV曲線(xiàn)。(b) log(i)和log(v)的線(xiàn)性關(guān)系。(c)掃描速率為0.8 mV·s^-1時(shí)CV剖面的電容貢獻(xiàn)(紫色區(qū)域)。(d)不同掃描速率下贗電容貢獻(xiàn)率。
 
 
Figure 5 Bi₂S₃/rGO電極用于SIBs的電化學(xué)性能。
 
 
Figure 6 (a) 200 mA·g^-1時(shí)的首次充放電曲線(xiàn)。(b)不同電壓狀態(tài)下Bi₂S₃/rGO電極對(duì)應(yīng)的異位XRD譜圖。(c) Na₃V₂(PO₄)₃@ rGO // Bi₂S₃/ rGO鈉離子全電池的工作原理。(d)一個(gè)完整電池照明LED燈的圖像。(e)全電池的首次充放電曲線(xiàn)。(f) 在100 mA·g^-1下全電池的循環(huán)性能。
  
       相關(guān)研究成果于2021年由山東大學(xué)徐立強(qiáng)教授課題組，發(fā)表在Nano Research（https://doi.org/10.1007/s12274-021-3407-y）上。原文：Dandelion-Like Bi₂S₃/rGO hierarchical microspheres as high-performance anodes for potassium-ion and half/full sodium-ion batteries。