氯掺杂Bi₂Te₃阴极

万次循环容量不减

通过氯掺杂提升电子导电性和离子吸附能力，解决碲化铋电荷存储受限的问题。

Xuehui, Xie · Xianda, Wang · Quan, Cai · Xie, Haijiao · 陈亮

Journal of Energy Storage 2024

参数信息

比容量（0.2 A g⁻¹）

305 mA h g⁻¹

比容量（30 A g⁻¹）

124.7 mA h g⁻¹

循环后容量

115.8 mA h g⁻¹

技术优势

倍率容量高

氯掺杂使 Bi₂Te₃ 具有类导体的电学性质，并增强离子吸附，从而在 30 A g⁻¹ 时仍保持 124.7 mA h g⁻¹ 的容量。

循环寿命长

在 20 A g⁻¹ 的大电流密度下，经过超过 10,000 次循环后容量仍保持在 115.8 mA h g⁻¹，证明掺杂结构稳定。

导电性提升

DFT 计算表明氯掺杂改变了电子结构，使材料表现出类导体的电学特性，改善了电荷传输。

离子吸附增强

氯掺杂剂的引入提高了 Bi₂Te₃ 片层对锌离子和质子的吸附能力，有利于提升容量。

应用场景

• 水系锌离子电池：提供高容量、长寿命的阴极材料，替代传统低导电性铋基阴极。
• 高倍率储能：在 30 A g⁻¹ 下维持高容量，适用于需要快速充放电的场景。
• 锌基混合电池：作为阴极材料可提升锌-质子混合电池的容量和循环稳定性。
• 快充储能：高倍率性能使其在快充条件下仍保持可观容量。