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     雙金屬基三元材料（BTM）因其多組分靈活性和協(xié)同效應(yīng)而備受關(guān)注。在此，BTM（Ce₂Sn₂O₇）納米顆粒被封裝到石墨烯中（Ce2Sn₂O₇/RGO），用作鋰離子電池和電容器（LIB /LIC）的新型負(fù)極材料。受益于兩種金屬元素間的協(xié)同和石墨烯導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化過(guò)的Ce₂Sn₂O₇/RGO可在0.05 A g^-1時(shí)提供814.6 mAh g^-1的可逆容量；具有良好的循環(huán)性能，經(jīng)過(guò)1500次循環(huán)測(cè)試后在1 A g^-1時(shí)可逆容量為369.5 mAh g^-1；在Li⁺半電池中，2 A g^-1下具有432.4 mAh g^-1的超高倍率性能。同時(shí)，我們進(jìn)行了詳細(xì)的相轉(zhuǎn)變和動(dòng)力學(xué)分析以及理論計(jì)算，以研究?jī)?yōu)良電化學(xué)性能背后的反應(yīng)機(jī)理。此外，Ce₂Sn₂O₇/RGO還顯示出良好的鋰離子全電池（與商業(yè)LiCoO₂配對(duì)）和電容器（與活性炭配對(duì)）的性能，這進(jìn)一步證明了Ce₂Sn₂O₇/RGO的應(yīng)用前景。
 
 Figure 1. （a）形成Ce₂Sn₂O₇/RGO的示意圖。（b）SEM圖像，（c）TEM
圖像，（d）HRTEM圖像，（e）HAADF-STEM圖像和（f-i）元素分布圖。
 

Figure 2. （a）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8的粉末XRD圖譜和Rietveld精修圖，（b）拉曼光譜和（c）TG曲線，（d）XPS總譜，和（e）Sn 3d，（f）Ce 3d的XPS高分辨精細(xì)譜。
 
 
Figure 3. Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在Li +半電池中的電化學(xué)性能。（a）0.1 mV s^-1時(shí)的CV曲線，（b）0.05 A g^-1時(shí)的充放電曲線，（c）各個(gè)樣品在0.1 A g^-1下的循環(huán)性能，（d）1 A g^-1下的循環(huán)性能和（e）在0.05至2 A g^-1種電流密度下的倍率性能。
 
 
Figure 4. （a）Ce₂Sn₂O₇和（b）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在不同充放電狀態(tài)下的非原位XRD譜圖。 LIB中Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在0.1 A g^-1電流密度下經(jīng)過(guò)50個(gè)循環(huán)后的（c，d）TEM，（e，f）HAADF-STEM圖像和（g-j）元素分布圖。
 
 
 
Figure 5.（a）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在不同掃描速率下的CV曲線。（b）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8中各種掃描速率下表面驅(qū)動(dòng)過(guò)程的貢獻(xiàn)率。（c）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在第一個(gè)放電/充電過(guò)程中的非原位EIS譜圖。（d）Ce₂Sn₂O₇和Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在充放電狀態(tài)下的GITT曲線和相應(yīng)的Li⁺擴(kuò)散系數(shù)。（e）Ce₂Sn₂O₇的晶胞結(jié)構(gòu)。（f）Ce₂Sn₂O₇的局部態(tài)密度和全態(tài)密度。
 

Figure 6.（a）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8在LIC中的電化學(xué)性能。（a）Ce₂Sn₂O₇/RGO-8//AC LIC的配置示意圖。（b）半電池中Ce₂Sn₂O₇/RGO-8負(fù)極和AC正極的CV曲線。（c）不同掃描速率下的CV曲線。（d）不同電流密度下的充放電曲線。（e）不同電流密度下的倍率性能。（f）LIC的Ragone圖與文獻(xiàn)報(bào)道的LIC的對(duì)比。（g）3 A g^-1時(shí)的循環(huán)性能（插圖顯示單紐扣全電池可以點(diǎn)亮小型汽車(chē)燈）。
 
      本研究于2020年由長(zhǎng)春理工大學(xué)的 Heng guo Wang課題組 發(fā)表于Journal of Materials Chemistry A （https://doi.org/ 10.1039/C9TA13086A）
原文：Graphene Encapsulated Metallic State Ce₂Sn₂O₇ as a Novel Anode Material for Superior Lithium-Ion Batteries and Capacitors