多几何碳封装SnP3复合材料用于高级/离子电池
Zhongliang Hu1, Xixia Zhao1,2, Yanqing Zhao1
1State Key Laboratory of Biobased Material and Green Papermaking, Key Laboratory of Pulp and Paper Science & Technology of Ministry of Education/Shandong Province, Faculty of Light Industry, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan, 250353, P. R. China. zhaoxixia163@163.com.
Dalton transactions (Cambridge, England : 2003)
|July 26, 2024
概括
这项研究开发了一种锡化物-碳复合阳极,用于高性能和离子电池. 新型结构显著提高容量保留和导电性,克服了化材料的关键局限性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 化 (SnP3) 是/离子电池的一个有希望的阳极材料,因为它具有很高的理论容量.
- 显著的挑战包括由大量体积膨胀和循环过程中电导率差导致的快速容量衰减.
- 这些局限性阻碍了化阳极的实际应用.
研究的目的:
- 为了合成一种新的锡化物-碳复合材料,用于增强的和离子电池阳极.
- 解决化基阳极体积膨胀和导电性差的问题.
- 提高这些电池系统的电化学性能和循环稳定性.
主要方法:
- 使用两步球磨法合成了含有高SnP3 (90重%) 的SnP3-CNTs/KB复合物.
- SnP3纳米粒子被封装在多几何复合碳层 (碳纳米管和Ketjenblack) 中.
- 对离子电池 (LIB) 和离子电池 (PIB) 的电化学性能进行了评估.
主要成果:
- SnP3-CNTs/KB阳极表现出极好的离子电池性能,在50 mA g-1的100个循环后保持998.6 mA hg-1,在1000 mA g-1的500个循环后保持810.4 mA hg-1.
- 对于离子电池,在 1000 mA g-1 的 200 个循环后,可以达到 200.2 mA h g-1 的高可逆容量.
- 复合碳结构有效地减轻了体积变化,提高了电导率.
结论:
- 开发的SnP3-CNTs/KB复合材料显著提高了酸阳极的电化学性能,无论是LIB还是PIB.
- 在复合碳层内封装是一种有效的策略,可以克服化材料的局限性.
- 这项工作为设计下一代储能设备的先进化基阳极提供了宝贵的见解.
