原始錫 （Sn） 和二氧化錫 （SnO
2） 因其豐富的資源和卓越的理論能力而引起了廣泛的興趣。然而，Sn 基材料對(duì)循環(huán)的明顯體積膨脹效應(yīng)和不良的導(dǎo)電性導(dǎo)致了不理想的比容量。在這項(xiàng)工作中，設(shè)計(jì)了一種靜電噴霧-碳化策略來(lái)制備三元Sn/SnO
2/NC超結(jié)構(gòu)，其中Sn納米顆粒和SnO
2納米顆粒均勻分布在氮摻雜碳框架中。研究結(jié)果表明，與Sn/NC和SnO
2/NC相比，Sn/SnO
2/NC負(fù)極的放電比容量，循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能有明顯提升。Sn/SnO
2/NC負(fù)極在200 mA·g
−1的電流密度下具有1356.0/998.0 mAh·g
−1的高首圈放電/充電比容量，在2 A·g
−1的電流密度下經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后仍保持644.1 mAh·g
−1的高比容量。此外，電化學(xué)測(cè)試及原位XRD表征揭示了LixSn合金相的解離和儲(chǔ)鋰機(jī)理。這項(xiàng)工作為開發(fā)存在導(dǎo)電性差和較大體積膨脹問(wèn)題的鋰離子電池負(fù)極材料提供了見解。
Fig 1. （a）制備S2微球的示意圖；(b)純SnO
2的SEM圖像；S2的SEM (c)、TEM (d,e)、HRTEM (f,g)、SEAD (h)、STEM和相應(yīng)的EDX元素映射圖像(i)。
Fig 2. （a）S1、S2和S3的XRD譜圖；（b）純SnO
2、S1、S2和S3的拉曼光譜；（c）S2的XPS全譜圖、（d）Sn3d、（e）N1s、（f）O1s譜圖。
Fig 3. （a）S1、（b）S2、（c）S3在0.2 mV s
−1掃速下的CV曲線；（d）S2的GCD曲線；S1、S2和S3的（e）循環(huán)穩(wěn)定性和（f）倍率性能。（g）不同電流密度下S2的GCD曲線。（h）S2在2A·g
−1的電流密度下的循環(huán)穩(wěn)定性。
Fig 4. （a）S2在0.4−1.0 mV s
−1掃速下的CV曲線；（b）掃描速率與S2峰值電流的關(guān)系圖；（c）S2在1.0 mV s
−1掃速時(shí)的贗電容貢獻(xiàn)率；（d）S1、（e）S2和（f）S3的擴(kuò)散和贗電容貢獻(xiàn)率；（g,h）S2負(fù)極的GCD曲線和相應(yīng)的原位XRD譜圖；（i）S2負(fù)極的Contour圖。
相關(guān)研究工作由揚(yáng)州大學(xué)Huan Pang課題組于2024年在線發(fā)表在《Nano Research》期刊上，Construction of ternary Sn/SnO
2/nitrogen-doped carbon superstructures as anodes for advanced lithium-ion batteries，原文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s12274-024-6931-8
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
