层状单硫化锡（SnS）由于其1020 mA h/g的高理论容量而成为钠离子电池的有希望的负极材料。其较大的层间距允许快速的钠离子传输，使其成为钠离子电容器（SICs）的可行候选者。在这项工作中，我们设计和合成了在水热生长过程中，通过静电自组装作用，在聚二烯丙基二甲基氯化铵存在下，限制在石墨烯中定向生长的SnS纳米片。沿（100）和（010）方向生长的SnS纳米片由于石墨烯的限制而受到抑制，石墨烯的厚度和粒径较小。由于Sn⁴⁺-O的存在，这些纳米结构暴露出大量开放的边缘，而Sn⁴⁺-O提供了丰富的活性位点和易于Na⁺运输的途径。在这些边缘处形成的空位以及石墨结构中的S和N共掺杂物可协同促进Na⁺表面的吸附/解吸。这种具有由N、S共掺杂石墨烯限制的SnS纳米片复合材料表现出明显增强的赝电容。SICs在101和11100 W/kg的功率密度下分别提供113和54 Wh/kg的出色能量密度，在1 A/g下经过2000次循环后的容量保持率为76％。
 
Figure 1. 制备SnS/rGO复合材料的示意图
 

Figure 2. （a,e）分别为SnS和SnS/rGO的SEM图像；（b,c）SnS的TEM图像；（d）傅立叶变换模式；（f-h）SnS/rGO的TEM图像；（i）SnS/rGO的工作原理示意图；（j）（040）晶面间距测试；（k,l）沿（l00）和（00l）区域轴以及插入的（002）（红色平面）和（040）（蓝色平面）平面观察的二维SnS结构的示意图
 

Figure 3. （a）SnS/rGO的CV曲线；（b）0.1 A/g下，最初三个循环中，SnS/rGO的恒电流放电/充电曲线；（c）SnS和SnS/rGO在0.5 A/g时的循环性能；（d）不同电流密度下SnS/rGO和SnS的倍率性能
 

Figure 4. （a）不同周期后SnS/rGO和（b）SnS的奈奎斯特图；（c）不同周期后SnS/rGO和SnS的Re；（d）不同周期后SnS/rGO和SnS的R_f+R_ct；（e,f）SnS/rGO和SnS在不同循环后Z'对ω^-1/2的电阻
 

Figure 5.不同扫描速率下，SIB中（a）SnS/rGO和（b）SnS负极的CV曲线；（c,d）分别由SnS/rGO和SnS的log i和logυ拟合的b值；（e）在7 mV/s时，SnS/rGO的电容性和扩散性贡献；（f）SnS/rGO电容贡献的百分比
 

Figure 6. （a）AC//SnS/rGO SICs在不同电势窗口下的CV曲线；（b）AC//SnS/rGO SIC设备的时间-电压曲线；（c）AC//SnS/rGO SIC设备在不同电流密度下的倍率性能；（d）AC//SnS/rGO SIC设备的长期循环稳定性；（e）与以前的研究相比，SICs的Ragone图
 
     相关研究成果于2019年由西南石油大学Mingshan Wang课题组，发表在ACS Appl. Mater. Interfaces（DOI: 10.1021/acsami.9b14098）上。原文：SnS Nanosheets Confined Growth by S and N Codoped Graphene with Enhanced Pseudocapacitance for Sodium-Ion Capacitors。