原始锡 （Sn） 和二氧化锡 （SnO₂） 因其丰富的资源和卓越的理论能力而引起了广泛的兴趣。然而，Sn 基材料对循环的明显体积膨胀效应和不良的导电性导致了不理想的比容量。在这项工作中，设计了一种静电喷雾-碳化策略来制备三元Sn/SnO₂/NC超结构，其中Sn纳米颗粒和SnO₂纳米颗粒均匀分布在氮掺杂碳框架中。研究结果表明，与Sn/NC和SnO₂/NC相比，Sn/SnO₂/NC负极的放电比容量，循环稳定性和倍率性能有明显提升。Sn/SnO₂/NC负极在200 mA·g⁻¹的电流密度下具有1356.0/998.0 mAh·g⁻¹的高首圈放电/充电比容量，在2 A·g⁻¹的电流密度下经过1000次循环后仍保持644.1 mAh·g⁻¹的高比容量。此外，电化学测试及原位XRD表征揭示了LixSn合金相的解离和储锂机理。这项工作为开发存在导电性差和较大体积膨胀问题的锂离子电池负极材料提供了见解。
 

Fig 1. （a）制备S2微球的示意图；(b)纯SnO₂的SEM图像；S2的SEM (c)、TEM (d,e)、HRTEM (f,g)、SEAD (h)、STEM和相应的EDX元素映射图像(i)。
 

Fig 2. （a）S1、S2和S3的XRD谱图；（b）纯SnO₂、S1、S2和S3的拉曼光谱；（c）S2的XPS全谱图、（d）Sn3d、（e）N1s、（f）O1s谱图。
 

Fig 3. （a）S1、（b）S2、（c）S3在0.2 mV s⁻¹扫速下的CV曲线；（d）S2的GCD曲线；S1、S2和S3的（e）循环稳定性和（f）倍率性能。（g）不同电流密度下S2的GCD曲线。（h）S2在2A·g⁻¹的电流密度下的循环稳定性。
 

Fig 4. （a）S2在0.4−1.0 mV s⁻¹扫速下的CV曲线；（b）扫描速率与S2峰值电流的关系图；（c）S2在1.0 mV s⁻¹扫速时的赝电容贡献率；（d）S1、（e）S2和（f）S3的扩散和赝电容贡献率；（g,h）S2负极的GCD曲线和相应的原位XRD谱图；（i）S2负极的Contour图。
 
       相关研究工作由扬州大学Huan Pang课题组于2024年在线发表在《Nano Research》期刊上，Construction of ternary Sn/SnO₂/nitrogen-doped carbon superstructures as anodes for advanced lithium-ion batteries，原文链接：https://doi.org/10.1007/s12274-024-6931-8
 
转自《石墨烯研究》公众号