碳纤维表面生长SnO2纳米花:高性能锂电/钠电负极材料

内容简介

SnO2是一种典型的过渡金属氧化物,具有无毒、廉价、高理论容量、优异电化学性能等优点,被视为极具潜力的锂/钠电池负极材料。然而和其他氧化物电极材料一样,SnO2在循环过程中的体积膨胀和粉化问题是制约其电化学性能及循环稳定性的瓶颈问题之一。

湖南大学马建民老师课题组设计了一种氮掺杂碳纤维表面生长SnO2纳米簇的复合结构(NC@SnO2),其中碳纤维起到负载SnO2纳米簇、抑制SnO2团聚以及高效电子传输网络三方面作用。利用NC@SnO2作为锂电池负极,1 A/g循环100周期后,放电容量高达 750 mAh/g;作为钠电池负极,100 mA/g循环100周期后放电容量保持270 mAh/g。

图文导读

▶ 图1 NC@SnO2合成过程示意图。

▶ 图2  a.b) SnO2SEM图; c.d) NC@SnO2 SEM图;e.f) NC@SnOTEM图。

▶ 图3 NC@SnO2,SnO2,NC XRD图。

▶ 图4 NC@SnO2 XPS图:a) Sn 3d, b) O 1s, c) N 1s, d C 1s。

▶ 图5 LIBs电化学性能:a) 0.1mV s-1下,NC@SnO2循环伏安曲线;b) NC@SnO2充放电电压图;c) 1A g-1下,NC@SnO2,SnO2,NC的循环性能;d) NC@SnO2,SnO2,NC的倍率性能。

▶ 图6 SIBs电化学性能:a) 0.1 mV s-1下,NC@SnO2循环伏安曲线;b) NC@SnO2充放电电压图;c) 100 mA g-1下,NC@SnO2,SnO2,NC的循环性能;d) NC@SnO2,SnO2,NC的倍率性能。

▶ 图7 Li离子电池循环多次后,电极的SEM图:a, b) NC@SnO2;c, d) SnO

文章信息

文章发表于 Nano-Micro Letters 期刊 2018 年第 10 卷第 2 期,详情请阅读全文,可免费下载。本文在期刊微信 (nanomicroletters)、微博 (纳微快报NML)、科学网博客、Facebook、Twitter等媒体推出,请多关注。以往微信推文可参看网站(http://nmsci.cn)。

文章题目:Growth of SnONanoflowers on N-doped Carbon Nanofibers as Anode for Li- and Na-ion Batteries

引用信息:Liang,J., Yuan, C., Li, H. et al. Nano-Micro Lett. (2018) 10: 21.

https://doi.org/10.1007/s40820-017-0172-2

关键词:SnO2,纳米结构,负极,锂电池,钠电池

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通讯作者简介

 个人简历
马建民,博士,湖南大学物理与微电子科学学院副教授,湖南省杰出青年基金获得者,湖南大学岳麓学者。先后在德州大学奥斯汀分校、南洋理工大学、香港中文大学、卧龙岗大学进行博士后/访学研究工作。发表包括Advanced Materials, ACS Nano,Advanced Energy Materials, Nano Energy等国际期刊SCI论文120余篇,其中第一/通讯作者90余篇。授权发明专利15项。

主要研究领域

1、锂/钠离子电池、超级电容器

2、电催化及气体传感器等纳米技术

3、DFT在电池和电催化相关体系的应用

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