图1、 (a) Bi2O3/Bi2S3NSs/CNTF的制备过程示意图。(b, c) Bi2O3/Bi2S3NSs/CNTF在不同放大倍数下的SEM图像。(d) 单个Bi2O3/Bi2S3纳米片的 TEM 图像。Bi2O3/Bi2S3纳米片的HRTEM (e) 和相应的SAED图案 (f)。(g) 单个Bi2O3/Bi2S3纳米片的EDS图。
图2 (a) Bi2O3、Bi2S3和Bi2O3/Bi2S3的XRD图谱。(b) Bi2O3和Bi2O3/Bi2S3分级异质结构的完整XPS测量光谱、高分辨率S2s (c)、Bi4f (d)、O1s (e) 和C1s (f) XPS光谱。
图3 扫描速率为5 mV s-1，Bi2O3/Bi2S3NSs/CNTF电极在1 M Li2SO4 (a1)、1 M LiCl (a2)、1 M Na2SO4 (b1)、1 M NaCl (b2)、1 M K2SO4 (c1)、1 M KCl (c2)、1 M (NH4)2SO4 (d1)、1 M NH4Cl (d2)、1 M CaSO4 (e1)、1 M CaCl2 (e2)、1 MgSO4 (f1)、1 M MgCl2 (f2)、1 M ZnSO4 (g1)、1 M ZnCl2 (g2)、1 M Al2(SO4)3 (h1) 和1 M AlCl3 (h2) 电解质中的CV曲线。
图4 扫描速率为 150 mV s-1，Bi2O3/Bi2S3NSs/CNTF电极在1 M Li2SO4 (a1)、1 M LiCl (a2)、1 M Na2SO4 (b1)、1 M NaCl (b2)、1 M K2SO4 (c1)、1 M KCl (c2)、1 M (NH4)2SO4 (d1) 和1 M NH4Cl (d2) 电解质中的3条初始CV曲线。电流密度为16 mA cm-2，Bi2O3/Bi2S3NSs/CNTF电极在1 M Li2SO4 (e1)、1 M LiCl (e2)、1 M Na2SO4 (f1)、1 M NaCl (f2)、1 M K2SO4 (g1)、1 M KCl (g2)、1 M (NH4)2SO4 (h1) 和1 M NH4Cl (h2) 电解质中的GCD曲线。
图5 Bi2O3 NSs/CNTF、Bi2S3 NSs/CNTF和 Bi2O3/ Bi2S3 NSs/CNTF电极在1 M Na2SO4电解质中的扫描速率为5 mV s-1时的CV曲线 (a)，电流密度为16 mA cm-2时的 GCD 曲线 (b)，以及EIS (c)。(d) Bi2O3/ Bi2S3NSs/CNTF电极在1至10 mV s-1不同扫描速率下的CV曲线。(e) 扫描速率从1到10 mV s-1时log(i) 和 log(v) 之间的关系。(f) Bi2O3/ Bi2S3NSs/CNTF电极在不同电流密度下的GCD曲线。(g) 三个电极在不同电流密度下的容量。(h) 所制备的电极在4 mA cm-2下的循环性能。(i) Bi2O3和Bi2S3界面处Na+迁移示意图。
图6 (a) 计算得出的Li+、Na+、K+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Zn2+和Al3+在Bi2O3/Bi2S3界面处的吸附能。(b) 计算Na+在Bi2O3和Bi2S3表面以及Bi2O3/Bi2S3界面处的吸附能，插图是相应的Na+吸附晶体结构。Bi2O3 (c)、Bi2S3 (d) 和Bi2O3/Bi2S3(e) 的DOS。Na+在Bi2O3表面 (f)、Bi2S3表面 (g) 和Bi2O3/Bi2S3界面 (h) 上的迁移过程和可能的迁移路径。Bi2O3表面 (i)、Bi2S3表面 (j) 和Bi2O3/Bi2S3界面 (k) 上相应的能垒。
图7 (a) Bi2O3/Bi2S3 NSs/CNTF阳极和InHCF/CNTF阴极在5 mV s-1扫描速率下的CV曲线。(b) 5 mV s-1下前三个周期的CV曲线。(c) 不同扫描速率下的CV曲线。(d) 不同电流密度下的GCD曲线。(e) 不同电流密度下的容量。(f) EIS图像。(g) FAR SIB在4 mA cm-2电流密度下的循环性能。(h) FAR SIB与之前报道的水系储能装置的Ragone图。(i) 由两个串联连接的FAR SIB供电的两个LED的光学照片。
