三元金属硫化物(TMSs)具有与二元金属硫化物的协同效应，有望成为提高钠存储性能的负极候选材料。然而，它们与动态结构演变和反应动力学相关的基本钠储存机制尚未完全了解。为了提高钠离子电池(SIBs)中TMS负极的电化学性能，更好地了解其在活(脱)钠循环过程中的动态电化学过程至关重要。

近日，上海大学Shuangqiang Chen以BiSbS₃负极为代表，通过原位透射电镜系统地阐明了其在(去)钠化循环过程中精确到原子尺度的实时钠存储机制。

文章要点

1）在碱化过程中明确揭示了插入、两步转化和两步合金化反应的多相转变，其中新形成的Na₂BiSbS₄和Na₂BiSb分别被确定为转化和合金化反应的中间相。

2）令人印象深刻的是，Na₆BiSb和Na₂S的最终盐化产物在脱盐后可以恢复到原来的BiSbS₃相，然后在BiSbS₃和Na₆BiSb之间可以建立可逆的相变，其中BiSb作为一个单独的相(而不是分别的Bi和Sb相)参与反应。

这些发现被Operando X射线衍射、密度泛函理论计算和电化学测试进一步证实。研究工作为TMS负极中钠储存机制的机理理解提供了有价值的见解，并对高性能SIB的性能优化具有重要意义。

参考文献

Ruining Fu, et al, In Situ Atomic-Scale Deciphering of Multiple Dynamic Phase Transformations and Reversible Sodium Storage in Ternary Metal Sulfide Anode, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c02138

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02138