高容量纳米晶体（NC）能够稳定地锚定在多孔导电材料上是十分重要的，但是由于构造牢固的电子/离子桥联的异质结构存在技术障碍，对于高效的能量存储而言，如何防止弱的界面相互作用，团聚现象，和缓慢的电荷转移，这仍然是一项挑战。这里，提出了一种简便高效的液相激光制造策略，通过预先设计超纳米颗粒，保障了超细NC在导电基底上的共价键合。SnO2超纳米颗粒（≈3.4nm）牢固地锚定石墨烯介孔壁上，负载量高达81.3％，且分散均匀。这样优化的异质结构作为阳极材料用于锂存储时，其电子/离子传输不受阻碍，显示出非凡的长期循环稳定性（1250圈循环后电容量仍达1132 mAh g–1），还具有很好的倍率特性，该性能优于大多数报道的SnO2基阳极材料。
 
 
Figure 1. 设计思路和合成过程示意图。a）吉布斯自由能演变和b）构造M-SnO2@rGO异质结构示意图。
 
  Figure 2. 制备M-SnO2@rGO。a-c）激光制造的M-SnOx的TEM图像。d）激光制造的M-SnOx粉末和e）SnO2粉末的照片。f-g）不同样品的XPS光谱。h，i）M-SnO2@rGO的低倍及高倍TEM图像。j–m）M-SnO2@rGO的环形暗场STEM图像和相应的元素映射。
 
 
Figure 3．锂存储动力学。a）M-SnO2@rGO在各种扫描速率下的CV曲线。 b）在不同氧化和还原条件下的log（i）vs log（v）曲线。c）CV曲线，赝电容部分。 d）电容贡献的比较。e）1000圈循环后EIS。f）阻抗拟合系数。g，h）电荷密度差。i）平均电子转移数。
 
  
Figure 4．锂存储性能。a）M-SnO2@rGO和SnO2/rGO电极在1.0 A g-1时的循环性能。b）M-SnO2@rGO和SnO2/rGO电极的倍率性能。c）倍率性能比较。d）循环性能和e）倍率能力。f）长时间循环性能。
  
       该研究工作由陕西省石墨烯联合实验室Hongqiang Wang带领的团队于2021年发表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：Laser-Manufactured Metastable Supranano SnOx for Efficient Electron/Ion Bridging in SnO2-Graphene Heterostructure Boosting Lithium Storage。

转自《石墨烯杂志》公众号