金屬錫（Sn）具有很高的理論比容量（993 mAhg?1）和合適的低放電電壓，是有前景的鋰電池負(fù)極材料之一。然而，在實際應(yīng)用中，伴隨著Li+的嵌入和脫出，材料體積變化較大，Sn顆粒易破碎，導(dǎo)致電池循環(huán)容量衰減較快。將Sn顆粒減小到納米尺寸，可以解決內(nèi)部應(yīng)變問題和延緩顆粒的破碎。除此之外，納米結(jié)構(gòu)可以**減小Li+的擴散長度，進(jìn)而提高倍率性能。然而，由于Sn納米顆粒的團聚和不穩(wěn)定的SEI膜，在很多情況下，循環(huán)性能仍不理想。

用MnOX納米線作為可去除的模板，將Sn納米顆粒封裝于非晶碳納米管中(表示為Sn@aCNT，下同)。用作鋰離子電池負(fù)極材料時，Sn@aCNT復(fù)合材料均勻分布且具有堅固的aCNT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出長久的循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率性能。當(dāng)電流密度為0.2 A g?1時，100次循環(huán)后其比容量依然高達(dá)749 mA h g?1。重要的是，Sn@aCNT電極具有**的高倍率性能，在1.0 A g?1電流密度下，達(dá)到500次循環(huán)時，比容量為573 mA h g?1。就比容量、循環(huán)性能和倍率性能而言，Sn@aCNT的電化學(xué)性能是Sn基電極材料中較好的。

圖文導(dǎo)讀

圖1 Sn@aCNT復(fù)合材料的形成示意圖

MnOx納米線被SnO2層和PDA(聚多巴胺)涂層不斷地包裹。**SnO2納米顆粒均勻地分布在PDA覆蓋層下。選擇性去除MnOx納米線后，然后在還原性氣氛中進(jìn)行熱處理，PDA涂層轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷技{米管（aCNT），SnO2納米顆粒被還原為相對均勻的Sn納米顆粒(≈70 nm)，**形成Sn@aCNT混合結(jié)構(gòu)。

圖2 Sn@aCNT復(fù)合材料的測試與表征

a ：XRD圖譜。所有的衍射峰都能歸屬于四方相Sn（JCPDS卡片No. 04-0673）。

b,c ：FESEM圖像。碳納米管的長度為1.8–3.8 μm，平均直徑約為100nm，且具有光滑的表面。

d : TEM圖像。Sn納米顆粒被很好地封裝于碳納米管中，類似于豆莢狀結(jié)構(gòu)。

e : SAED圖像。Sn@aCNT具有多晶結(jié)構(gòu)。

f : TEM圖像。Sn納米顆粒的平均粒徑約為70nm，管壁厚度約為20nm左右。

g : HRTEM圖像。面間距0.29nm與四方相Sn（200）晶面的層間距一致。

h : STEM圖像。     i：EDX圖譜。

j，k，l：Sn@aCNT中C、O、Sn的元素映射圖像。

沿著碳納米管，Sn納米顆粒分布在整個納米管中，清晰地展示了相鄰的Sn納米顆粒之間的空隙。

圖3 Sn@aCNT電極的電化學(xué)性能

a. Sn@aCNT電極**、二次循環(huán)的恒流充放電曲線，電流密度為2 Ag?1。

b. 電流密度為2 A g?1時，Sn@aCNT電極的循環(huán)性能。**次循環(huán)Sn@aCNT電極的放電比容量為1062 mA h g?1，100次循環(huán)后，放電比容量為749 mAh g?1，容量保存率71%。初始庫倫效率63.2%，隨后逐漸增加，穩(wěn)定接近**。

c. Sn@aCNT電極的倍率性能。電流密度為2，0.5，1，2和5 A g?1時，平均比容量分別為962，831，746，602和377 mAhg?1。電流密度為1 Ag?1時，500次循環(huán)后，比容量為573 mA hg?1。

圖4 100循環(huán)次后Sn@aCNT電極的測試與表征

a : TEM圖像。   b: SAED圖像。 c: 高倍率TEM圖像。

d: HRTEM圖像。 e: STEM圖像。 f: EDX圖譜。

g，h，i：100循環(huán)次后Sn@aCNT電極中C，O，Sn的元素映射圖像。

100次循環(huán)后，非晶納米Sn仍很好地包裹在碳納米管中。

西安齊岳生物可以提供碳負(fù)極材料、合金類負(fù)極材料、錫基負(fù)極材料、含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料、Fe2O3、Co3O4、TiO2以及金屬硫化物等復(fù)合電極材料及鈦基氧化物及其復(fù)合材料,包括Co摻雜的Li4Ti5O12納米纖維,Pd/CeO2-TiO2納米纖維膜和N-TiO2/g-C3N4復(fù)合材料等一系列鋰離子電池負(fù)極材料，支持定制。

相關(guān)定制列表

三維有序大孔TiO2/氧化鐵復(fù)合負(fù)極材料

石墨烯/超長TiO2(B)納米管復(fù)合材料

Li4Ti5O12/C復(fù)合材料

碳納米管(CNTs)的鋰離子電池負(fù)極材料

TiO2與石墨烯/Ni(OH)2電極材料

TiO2、BaTiO3、Cr2O3及其石墨烯復(fù)合材料

管狀多級結(jié)構(gòu)Li4Ti5O12/TiO2復(fù)合材料

氧化物TiO2/Al2O3包覆的復(fù)合材料

TiO2包覆Li4Ti5O12復(fù)合材料

氧化鉻復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料

花狀NiCo_2O_4負(fù)極材料

Li4Ti5O12/C復(fù)合材料

鈦基氧化物及其復(fù)合材料

Co摻雜的Li4Ti5O12納米纖維

Pd/CeO2-TiO2納米纖維膜

N-TiO2/g-C3N4復(fù)合材料

Sn/Ti—C復(fù)合負(fù)極材料

三明治結(jié)構(gòu)的Graphene/TiO2復(fù)合材料

三維納米多孔Ti/SnO2復(fù)合膜

TiO2@SnO2-C納米復(fù)合材料

FeOOH@TiO2納米棒

FeOOH@TiO2納米棒

MoSe2/TiO2納米復(fù)合材料

TiN/TiO2復(fù)合材料

鋰離子電池MoS_2\\RGO\\TiO_2復(fù)合負(fù)極材料

氧化鎳-二氧化鈦納米復(fù)合材料

石墨烯-二氧化鈦納米管復(fù)合材料

TiO2-MoO3核殼納米線陣列負(fù)極材料

晶面的MoS2/TiO2二維層狀材料

TiO_2納米管基復(fù)合材料

磁性復(fù)合MOFs鋰離子電池材料

TiO2A/O2同步包埋的中空碳納米纖維

LTO-TO/rGO納米復(fù)合材料

ZnFe2O4的納米復(fù)合材料

SnO2/石墨烯納米復(fù)合材料

納米TiO_2鋰離子電池負(fù)極材料

中空SnO2納米管鋰離子電池負(fù)極材料

碳包覆納米SnO2鋰離子電池負(fù)極材料

酚醛樹脂炭包覆天然微晶石墨作鋰離子電池負(fù)極材料

ZnFe2O4鋰離子電池負(fù)極材料

CuO摻雜的納米SnO2粉末鋰離子電池負(fù)極材料

Gd3+摻雜納米SnO2鋰離子電池負(fù)極材料

多孔納米TiO2包覆SnO2的鋰離子電池負(fù)極材料

SnO2/C復(fù)合材料

SnO2摻雜雙碳體系用作鋰離子電池負(fù)極材料

碳包覆二氧化錫/還原氧化石墨烯(SnO_2/RGO/C)泡沫

二氧化錫/石墨烯復(fù)合材料

Co-Sn合金作為鋰離子電池負(fù)極材料

鋰離子電池負(fù)極材料非晶態(tài)MgSnO3

尖晶石型ZnFe2O4材料

氮摻雜石墨烯作為鋰離子電池負(fù)極材料

MoO2/C共包覆Si/石墨復(fù)合鋰離子電池負(fù)極材料

尖晶石型Li4Ti5O12鋰離子電池負(fù)極材料

多孔鋰-硅薄膜鋰離子電池負(fù)極材料

碳包覆空心Fe3O4納米粒子鋰離子電池負(fù)極材料

硅/無定形碳/碳納米管復(fù)合材料

水系鋰離子電池負(fù)極材料LiTi2(PO4)3/C

瀝青炭包覆微晶石墨鋰離子電池負(fù)極材料

非晶碳納米管新型鋰離子電池負(fù)極材料

三氧化二鐵(Fe2O3)負(fù)載在三維多級孔類石墨烯(3DHPG)上的復(fù)合材料

納米多孔結(jié)構(gòu)的鐵氧化物(Fe2O3–Fe3O4)鋰離子電池負(fù)極材料

聚吡咯包覆鋰離子電池電極材料

石墨/氧化錫/活性炭鋰離子電池負(fù)極材料

Sn-Ni-Al三元合金負(fù)極材料

以上內(nèi)容來自齊岳小編zzj 2021.4.21