富含碲空位的Bi2Te3作为高性能水系锌离子存储阴极材料

水系锌离子电池阴极材料Bi2Te3经NaBH4辅助化学蚀刻生成富Te空位（H-Bi2Te3），优化能带结构并提升电导率，降低Zn2?扩散势垒至3.98×10?11 cm2/s，实现325 mAh/g比容量、1 A g?1下217 mAh/g倍率性能及10000次循环70%容量保持。

　　

摘要

层状过渡金属碲化物（TMT）具有发展成为高性能水系锌离子电池正极材料的潜力，但其整体性能指标（如比容量、倍率性能和稳定性）仍距离实际应用有较大差距。在此研究中，我们采用了一种简单高效的NaBH₄辅助化学蚀刻方法，在Bi₂Te₃（称为H-Bi₂Te₃）表面生成了大量Te空位。实验和理论分析表明，这些Te空位改善了H-Bi₂Te₃的能带结构，提高了其电导率，并显著降低了锌离子的扩散障碍。此外，这些Te空位为锌离子提供了更多的储存位点。因此，H-Bi₂Te₃在锌离子储存方面表现出优异的性能：锌离子储存动力学（\(D_{\text{Zn}^{2+}}\)）为3.98×10^?11 cm² s^?1，在0.1 A g^?1电流下的比容量达到325 mAh g^?1，倍率性能良好（1 A g^?1时为217 mAh g^{?1?1?1的容量）。这项工作不仅提出了一种针对TMT基正极材料中空位缺陷工程的新策略，也为探索富含空位的TMT材料的更广泛应用开辟了可能性。}

层状过渡金属碲化物（TMT）具有发展成为高性能水系锌离子电池正极材料的潜力，但其整体性能指标（如比容量、倍率性能和稳定性）仍距离实际应用有较大差距。在此研究中，我们采用了一种简单高效的NaBH₄辅助化学蚀刻方法，在Bi₂Te₃（称为H-Bi₂Te₃）表面生成了大量Te空位。实验和理论分析表明，这些Te空位改善了H-Bi₂Te₃的能带结构，提高了其电导率，并显著降低了锌离子的扩散障碍。此外，这些Te空位为锌离子提供了更多的储存位点。因此，H-Bi₂Te₃在锌离子储存方面表现出优异的性能：锌离子储存动力学（\(D_{\text{Zn}^{2+}}\)）为3.98×10^?11 cm² s^?1，在0.1 A g^?1电流下的比容量达到325 mAh g^?1，倍率性能良好（1 A g^?1时为217 mAh g^?1），并且循环稳定性优异（在1 A g^{?1?1的容量）。这项工作不仅提出了一种针对TMT基正极材料中空位缺陷工程的新策略，也为探索富含空位的TMT材料的更广泛应用开辟了可能性。}