リチウムおよびナトリウムイオン貯蔵用の二次元酸化物ヘテロ構造ナノシート

二次元（2D）ビスマス酸化ビスマス（Bi2O3）ヘテロ構造ナノシート（BOHNS）は、最初に溶液ベースの分子自己組織化アプローチによって製造されました。合成されたBohns Nanosheetsは、混合α相とβ相と豊富な表面/エッジアクティブサイトを特徴としています。充電式バッテリーのアノード材料として使用すると、デュアルフェーズボーンは647.6 MAH G-1の初期排出容量を提供し、リチウムイオン電池（LIB）の260サイクル後に200 mAh G-1を超える容量の増加は残っていました。ナトリウムイオン電池（SIB）の500サイクル後、約50 mAh G-1での安定したサイクリング容量。新しい柔軟な2D/1D/2D構造は、導電性1Dカーボンナノチューブと2Dグラフェンに2D BOHNを導入して、LIBとSIBの両方の自立型アノードとして複合（BOHNCG）紙を形成することにより、さらに開発されました。LIBアノードとしての2D/1D/2D BOHNCGの容量は823.5 MAH G-1に達し、約27％の増強に対応し、サイクリング安定性を大幅に改善したSIBアノードとして80サイクル後に110 mAh G-1を> 110 mAh G-1に留まります。この作業は、実用的なエネルギー関連のデバイスに対する2Dボーンの有望な可能性を検証し、新興の2Dナノ材料に関する現在の研究を豊かにします。

Two-dimensional (2D) bismuth oxide (Bi2O3) heterostructured nanosheets (BOHNs) were first fabricated by a solution-based molecular self-assembly approach. The synthesized BOHNs nanosheets feature mixed α- and β-phases and rich surface/edge-active sites. When utilized as anode materials for rechargeable batteries, dual-phase BOHNs deliver an initial discharge capacity as high as 647.6 mAh g-1 and an increased capacity of over 200 mAh g-1 remained after 260 cycles for lithium-ion batteries (LIBs), and a stable cycling capacity at ∼50 mAh g-1 after 500 cycles for sodium-ion batteries (SIBs). A novel flexible 2D/1D/2D structure is further developed by implanting 2D BOHNs into conductive 1D carbon nanotubes and 2D graphene to form composite (BOHNCG) paper as free-standing anodes for both LIBs and SIBs. The capacity of 2D/1D/2D BOHNCG as a LIB anode reaches 823.5 mAh g-1, corresponding to an enhancement of ∼27%, and remains at >110 mAh g-1 after 80 cycles as a SIB anode with greatly improved cycling stability. This work verifies the promising potential of 2D BOHNs for practical energy-related devices and enriches the current research on emerging 2D nanomaterials.