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SnO2/石墨分级纳米异质结构的合成及其电化学性能研究

2021-09-22栾照金闫共芹谈尚华

人工晶体学报 2021年8期
关键词:结构

栾照金,闫共芹,谈尚华

(广西科技大学机械与汽车工程学院,柳州 545616)

0 引 言

锂离子电池自问世以来,因具有环保、安全、高能量密度等优势,在移动通信设备、便携式设备以及新能源汽车等领域得到广泛的应用[1-3]。传统的锂离子电池负极材料是石墨,其理论容量较低,仅为372 mAh/g,因此寻找可替代石墨的高容量负极材料是材料学家们一直努力的方向。

近年来,各种金属氧化物(如Fe3O4、Co3O4、SnO2等)及其复合材料因具有较高的理论容量,可以用作锂离子电池负极材料[4-6]。其中,SnO2具有较低的合成成本和较高的理论容量(约780 mAh/g),因而备受科研人员的关注,被认为在锂离子电池领域具有广阔的应用前景,从而成为替代商业石墨的一种潜在负极材料。然而,SnO2负极材料在锂离子电池充放电过程中体积膨胀明显并且有严重的颗粒团聚,从而会导致较大的不可逆容量损失和较差的循环稳定性。为了解决以上难题,人们制备了具有不同形貌结构的SnO2纳米材料并将其与碳质材料复合,以提升其用作负极材料时锂离子电池性能。Zhou等[7]制备了一种一维空心核壳结构SnO2/C复合纤维,研究发现,由于复合材料独特的中空核-壳结构提供了足够的空隙,减轻了充放电循环过程中SnO2纳米粒子的体积变化,从而使得SnO2/C复合纤维具有优异的电化学性能。Yang等[8]制备了一种板栗状的SnO2/C复合材料,研究发现,由于具有有限的体积膨胀和出色的机械强度,一定程度增强了以其作为负极材料时锂离子电池的循环性能。……

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