Abstrak
Bismut metalik (Bi), yang menunjukkan kapasitas spesifik dan volumetrik teoritis yang luar biasa di samping tegangan operasional yang rendah dan stabil, menonjol sebagai kandidat anoda yang menarik. Di sini, nanopartikel Bi ultrafine yang dibentuk in situ (ISFU-Bi) menggunakan BiOBr sebagai bahan elektroda awal, yang menampilkan heterointerface NaBr-Na2O, NaBr-Bi, dan Na2O-Bi yang berbeda , dibentuk melalui konstruksi elektrokimia. Heterointerface yang dihasilkan secara melimpah memberikan keuntungan berikut untuk penyimpanan natrium. Pertama, Na2O dan NaBr yang dihasilkan in situ secara seragam dan rapat membungkus nanopartikel Bi, secara efektif mengurangi ekspansi volume Bi selama sodiasi. Kedua, heterointerface Na2O – Bi dan NaBr-Bi memfasilitasi transportasi muatan dan meningkatkan konduktivitas. Ketiga, ISFU-Bi mencapai stabilitas struktural yang tinggi dan transportasi elektron yang cepat tanpa penggabungan bahan berbasis karbon, memastikan kapasitas spesifik yang tinggi. Hasilnya, ISFU-Bi menunjukkan kemampuan laju yang luar biasa (248,5 mA hg −1 pada 80 A g −1 ), kapasitas spesifik yang tinggi (394,8 mA hg −1 pada 1 A g −1 ), dan siklabilitas yang luar biasa (dengan retensi 86,9% setelah 13000 siklus pada 10 A g −1 ). Baik heterointerface NaBr-Bi dan Na 2 O-Bi secara teoritis diverifikasi untuk menghadirkan sifat konduktif dan memfasilitasi migrasi Na + . Khususnya, pada antarmuka Na 2 O-Bi, rekonstruksi lokal dari struktur elektronik terjadi karena kopling elektronik yang kuat antara Bi dan Na 2 O, meningkatkan kinetika difusi antarmuka.