合成了一种新型的钠离子电池用铋基电极材料。该电极由铋金属纳米片无缝集成到镍泡沫上组成。电极不含聚合物粘合剂，保持大多数电池电极结构完整性所需的关键部件。这种无粘合剂功能提高了储存的电荷量（即容量）快速充电。
钠离子电池作为一种电能储存装置正吸引着世界各国的研究工作。除了流行的锂离子电池外，因为钠的丰富。与其他电池电极的制备类似，制造钠离子电池电极通常需要粘合剂，例如聚偏氟乙烯（PVDF）将粉末状电极材料固定在一起，并将其粘合到金属支撑基板上。然而，粘合剂的电绝缘性质阻碍电极材料和支撑基板之间的快速电子传输，因此，在快速充电的情况下会降低电池的容量。
现在在化学命令，南开大学和中国化学科学与工程合作创新中心的研究人员展示了一种不含粘合剂的铋基电极材料。新利手机客户端这个特性是通过原位通过溶液置换反应在镍泡沫上生长铋纳米片（图1）。因为纳米泡直接从镍泡沫表面生长，并牢固地锚定在镍上（图2A），所得的铋镍复合材料可直接用作电极。明确地，铋纳米片和泡沫镍作为活性材料和支撑基底，分别。
铋镍复合材料具有良好的电化学性能。在电流密度为20 mA/g的情况下，它实现了377.1 mAh/g的高容量。明显地，当电流密度增加100倍时，其容量仍能保持206.4 mAh/g，这是在20 ma/g下获得的容量的一半以上（图2b）。这种杰出的容量保持是无粘合剂特性的一个好处，降低了电子传输的阻力。
通过对铋纳米片的研究，阐明了铋纳米片的作用机理。原位拉曼光谱。他们得出结论，两步合金化过程是电荷储存活动的原因。
图1.示意图显示了无粘合剂铋/镍电极的合成过程。通过将一块镍泡沫插入含硝酸铋（III）的乙二醇（EG）溶液中，Bi3+可以替代镍金属，还原成双金属，沉积在镍金属表面。
图2.（a）铋奈米片之扫描电子显微镜图像。（b）显示不同电流密度下铋/镍电极容量的图。
无粘结剂电极的成功合成有望鼓励今后在集成电极材料的设计和合成方面的工作，以提高钠离子电池的性能。
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王柳斌，王晨晨，李富军，程方义、陈军
化学。公社。二千零一十七，doi:10.1039/c7cc08341f
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