单分散和无机封闭的Sn和Sn/SnO2纳米晶体用于高性能离子电池阳极
Kostiantyn Kravchyk1, Loredana Protesescu, Maryna I Bodnarchuk
1Institute of Inorganic Chemistry, Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zürich, CH-8093 Zürich, Switzerland.
Journal of the American Chemical Society
|February 19, 2013
概括
为离子电池阳极合成了高度单分散的锡和锡/锡二氧化碳纳米晶体. 这些新型纳米晶体表现出卓越的循环稳定性和高可逆储能,性能优于商业材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 开发先进的阳极材料对于提高离子电池性能至关重要.
- 锡 (Sn) 和二氧化 (SnO2) 是有前途的阳极材料,因为它们具有很高的理论容量.
- 实现稳定的循环和高能量密度仍然是基于Sn的阳极面临的挑战.
研究的目的:
- 为了合成高度单分散的锡 (Sn) 和锡/锡二氧化物 (Sn/SnO2) 纳米晶体.
- 评估Sn/SnO2纳米晶体作为离子电池中活性阳极材料的电化学性能.
- 为了研究纳米晶体大小和表面修改对电池性能的影响.
主要方法:
- 易于合成单分散的合性Sn和Sn/SnO2纳米晶体,可调节大小 (9-23nm).
- 使用无机封装联体来改善电子连接的联体交换过程.
- 电化学测量,包括静电循环,以评估的插入/移除稳定性和容量.
主要成果:
- 实现了高度单分散的Sn和Sn/SnO2纳米晶体,尺寸分布低于10%.
- 证明了高插入/移除循环稳定性与10nm Sn/SnO2纳米晶体.
- 在高电流密度下100个循环后,获得的可逆存储容量超过700 mA h g ((-1).
结论:
- 合成的Sn/SnO2纳米晶体为高性能离子电池阳极提供了对商业Sn和SnO2粉末的有希望的替代品.
- 纳米晶体工程和表面修饰是克服传统基于Sn的阳极材料的局限性的有效策略.
- 简单的合成和改进的电化学性能凸显了这些纳米材料在下一代储能设备中的潜力.
