先进的快充锂离子电池电极材料对于开发下一代储能系统具有重要意义。

近日，中南大学候红帅报道了精心设计了一种用于快速储锂动力学的三维（3D）棒状Bi₂Se₃/碳点（Bi₂Se₃/CDs）复合材料。

文章要点

1）研究人员提出了CDs诱导的自组装生长和位置选择性离子交换将纳米薄片转变为交联结构。理论预测结果证实，这种稳健的3D框架为电子/离子传输提供了有效的通道，并为体积变化提供了足够的内部缓冲空间。值得注意的是，界面Bi-O-C键的存在将通过缩小带隙和降低Li⁺迁移能垒来有效地增强其固有的体电子传导性并加速离子传输。

2）实验结果显示，Bi₂Se₃/CDs复合电极具有显著提高的本征动力学和结构稳定性，其在20 A g^-1下的快充容量达到165 mAh g^-1（充电约27 s），在1 A g^-1下循环950次后容量达到502 mAh g⁻¹。

3）研究人员通过原位XRD分析，揭示了Bi₂Se₃/CDs的插层-转化-合金化型储锂机理。

这项工作为其他具有可调形貌和结构的CDs定制复合材料提供了一种思路。

参考文献

Anni Wang , Wanwan Hong , Lin Li , Ruiting Guo , Yinger Xiang , Yu Ye , Guoqiang Zou , Hongshuai Hou , Xiaobo Ji , Hierarchical Bismuth Composite for Fast Lithium Storage: Carbon Dots Tuned Interfacial Interaction,Energy Storage Materials(2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.10.019

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.10.019