基于Sn的碳纳米纤维自承载阳极用于高性能离子电池.
Jingjie Xie1, Lan Xu1,2
1National Engineering Laboratory for Modern Silk, College of Textile and Clothing Engineering, Soochow University, Suzhou 215123, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|May 7, 2025
概括
这项研究介绍了一种新型的基于锡的碳纳米纤维阳极,用于先进的离子电池 (LIB). 创新的设计通过减轻体积膨胀和提高导电性来提高锡阳极性能,从而提高了优越的能量存储.
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:
- 锡 (Sn) 是离子电池 (LIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它具有很高的理论特异容量和丰度.
- 然而,Sn阳极在循环过程中会出现显著的体积变化和较差的导电性,这限制了它们的实际应用.
- 制定克服这些局限性的战略对于推进电池技术至关重要.
研究的目的:
- 为高性能LIBs开发一种自支持的基于Sn的碳纳米纤维阳极.
- 为了应对Sn阳极体积膨胀和低导电性的挑战.
- 为了提高基于Sn的阳极的电化学性能和长期循环稳定性.
主要方法:
- 通过在碳纳米纤维矩阵中嵌入基于Sn的纳米颗粒来制造自支的Sn碳纳米纤维.
- 优化复合结构,通过调整聚烯和聚烯的比例来优化复合结构.
- 电化学特性,包括循环性能和在各种电流密度下保持容量.
主要成果:
- 优化的Sn-SnO2/CNF-2阳极表现出极好的电化学性能.
- 在100个500mA/g的循环后,达到607.28mAh/g的排放特定容量.
- 阳极在200个循环后保持了543.78 mAh/g的容量,显示出良好的长期循环稳定性和结构完整性.
结论:
- 自支持的基于Sn的碳纳米纤维阳极有效地减轻体积膨胀,改善导电性.
- 开发的Sn-SnO2/CNF-2阳极显示了先进的储能应用的巨大潜力.
- 这项工作为开发高性能下一代电池提供了可行的途径.


