DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123669
二氧化錫(SnO2)是一種很有前途的鋰離子電池(LIBs)負極材料,但其實際應用受到嚴重的體積膨脹和導電性差的阻礙。在此,研究者提出了一種通過靜電紡絲和后續熱處理制備自組裝SnO2多孔納米管的簡便方法。錨固在管壁上的納米級SnO2顆粒為電化學反應提供了豐富的反應位點,中空結構中充足的內部空間有效地容納了體積膨脹。此外,管狀結構在200 mA g-1的電流密度下經過100次循環后仍完好無損,這表明其堅固的結構可以很好地適應體積膨脹。由于上述優點,作為LIBs陽極的SnO2多孔納米管顯示出極好的可逆容量、優異的速率性能和良好的循環穩定性。這種自組裝多孔管狀結構為抑制先進LIBs電化學反應中負極材料的體積膨脹提供了一條有效途徑。
圖1.SnO2-PNTs的制備過程示意圖。
圖2.(a)Sn/C-NFs、SnO2-PNTs和SnO2-MSs的XRD圖譜,(b)SnO2-PNTs的SEM,(c)TEM和(d)HR-TEM。
圖3.(a)SnO2-PNTs的前四個CV曲線,(b)SnO2-PNTs和SnO2-MSs的速率性能,(c)SnO2-PNTs和SnO2-MSs在200 mA g-1電流密度下的循環性能,(d)在電流密度為200 mA g-1時SnO2-PNTs的恒電流放電/充電曲線,(e)SnO2-PNTs和SnO2-MSs的長期循環測試。
圖4.(a)循環前和循環100次后SnO2-PNTs和SnO2-MSs的奈奎斯特圖,插圖為等效電路,(b)SnO2-PNTs中Li+嵌入機理的示意圖,(c)SnO2-PNTs的放電/充電GITT曲線和(d)相應的Li+擴散系數。
圖5.(a)不同截止電壓下SnO2-PNTs的XRD圖,(b)100次循環后SnO2-PNTs的SEM,插圖為局部放大圖。