Angew封面:氧化錫缺陷摻雜調控用於高性能鈉離子電池

2021-01-09 易絲幫

近日,深圳大學張培新教授和喬治亞理工學院林志群教授課題組(共同通訊作者)在國際頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed.上成功發表「Robust SnO2x Nanoparticle-Impregnated Carbon Nanofibers with Outstanding Electrochemical Performance for Advanced SodiumIon Batteries」的論文。鈉反應動力學緩慢,Sn/Na2O界面不穩定以及大體積膨脹是限制SnO2基電極在鈉離子電池(SIB)中實際應用的主要因素。研究人員通過靜電紡絲方法製備碳納米纖維包覆的氧空位摻雜的SnO2-x納米粒子材料,極大地改善了鈉離子電池材料的性能。SnO2-x/C複合材料能夠直接用作SIB的電極,不需要添加粘合劑和導電添加劑,因此不僅能顯著增加電池的能量密度,而且還顯示出在柔性能量存儲裝置中的應用前景。基於SnO2-x/C複合材料的SIB具有高的可逆容量,超長循環穩定性和優異的倍率性能,在0.1 A/g時的放電容量為634 mAh/g,在0.2 A/g時為602 mAh/g,在1 A/g時為565 mAh/g,在2 A時為447 mAh/g。特別值得指出的是,電極在經過2500次循環後依然穩定,證明這種策略為製造高性能的基於SnO2的SIB電極材料開闢了新的可能途徑。

圖1a)SnO2-x/C納米纖維製備過程的示意圖。b)FESEM圖像。c-e)TEM和HRTEM圖像。

圖2a)SnO2和SnO2-x/C電極的XRD圖。下面三個圖是(110),(101)和(200)特徵峰的放大圖。b)和c)是電極的XPS譜:b)Sn3d,和c)N1s。

圖3SnO2和SnO2-x/C電極的a)電流密度為0.1A/g時的循環性能。b)倍率性能。c,d)前三個循環中的CV曲線。e)SnO2-x/C,SnO2和PCNF電極在1A/g時的循環性能。

圖4a)在0.01和2.5V之間的0.05A/g時20次循環之後SnO2-x/C電極的非原位XRD圖譜。b)和c)為提出的反應機理:b)SnO2和c)SnO2-x/C電極

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