碳包覆纳米SnSb合金作为高性能钠离子电池负极材料

李海霞 王纪伟 焦丽芳 陶占良 梁静

引用本文: 李海霞, 王纪伟, 焦丽芳, 陶占良, 梁静. 碳包覆纳米SnSb合金作为高性能钠离子电池负极材料[J]. 物理化学学报, 2020, 36(5): 190401. doi: 10.3866/PKU.WHXB201904017 shu
Citation:  Li Haixia, Wang Jiwei, Jiao Lifang, Tao Zhanliang, Liang Jing. Spherical Nano-SnSb/C Composite as a High-Performance Anode Material for Sodium Ion Batteries[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(5): 190401. doi: 10.3866/PKU.WHXB201904017 shu

碳包覆纳米SnSb合金作为高性能钠离子电池负极材料

    通讯作者: 梁静, liangjing@nankai.edu.cn
  • 基金项目:

    国家重点研发计划(2016YFB0901500, 2016YFB0101201)和国家自然科学基金(51771094)资助项目

摘要: 采用喷雾热解法合成了碳包覆的SnSb/C合金复合材料,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对产物的物相和形貌进行了表征,其中SnSb/C颗粒为10 nm左右的复合材料(10-SnSb/C)作为钠离子电池负极时,表现出优异的循环和倍率性能。首圈放电达到722.1 mAh·g-1,首圈库仑效率86.3%,在100、1000、3000 mA·g-1下比容量分别为607.7、645.4、452.2 mAh·g-1,在1000 mA·g-1电流下循环200周后可逆容量达到623 mAh·g-1,容量保持率为95%。SnSb/C复合材料出色的储钠性能源于其完全被碳包裹的纳米结构,该结构可以有效提高活性物质的利用率,促进电子、离子的传导,并且抑制纳米粒子在长循环过程中的粉化和团聚。

English

    1. [1]

      Slater, M. D.; Kim, D.; Lee, E.; Johnson, C. S. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 947. doi: 10.1002/adfm.201200691

    2. [2]

      Yabuuchi, N.; Kubota, K.; Dahbi, M.; Komaba, S. Chem. Rev. 2014, 114, 11636. doi: 10.1021/cr500192f

    3. [3]

      Ong, S. P.; Chevrier, V. L.; Hautier, G.; Jain, A.; Moore, C.; Kim, S.; Ma, X.; Ceder, G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3680. doi: 10.1039/C1EE01782A

    4. [4]

      杨泽, 张旺, 沈越, 袁利霞, 黄云辉.物理化学学报, 2016, 32, 1062. doi: 10.3866/PKU.WHXB201603231Yang, Z.; Zhang, W.; Shen, Y.; Yuan, L. X.; Huang, Y. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32, 1062. doi: 10.3866/PKU.WHXB201603231

    5. [5]

      Hu, Z.; Wang, L. X.; Zhang, K.; Wang, J. B.; Cheng, F.Y.; Tao, Z. L.; Chen, J. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12794. doi: 10.1002/ange.201407898

    6. [6]

      Pan, H. L.; Hu, Y. S.; Chen, L. Q. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2338. doi: 10.1039/C3EE40847G

    7. [7]

      Xiang, X. D.; Zhang, K.; Chen, J. Adv. Mater. 2015, 27, 5343. doi: 10.1002/chin.201544273

    8. [8]

      陈程成, 张宁, 刘永畅, 王一菁, 陈军.物理化学学报, 2016, 32, 349. doi: 10.3866/PKU.WHXB201512073Chen, C. C.; Zhang, N.; Liu, Y. C.; Wang, Y. J.; Chen, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32, 349. doi: 10.3866/PKU.WHXB201512073

    9. [9]

      庄林.物理化学学报, 2017, 33, 1271. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705031Zhuang, L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33, 1271. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705031

    10. [10]

      向兴德, 卢艳莹, 陈军.化学学报, 2017, 75, 154. doi: 10.6023/A16060275Xiang, X. D.; Lu, Y. Y.; Chen, J. Acta Chim. Sin.2017, 75, 154. doi: 10.6023/A16060275

    11. [11]

      范玮, 秦春玲, 赵维民, 廖波.河北工业大学学报, 2018, 47, 37. doi: 10.14081/j.cnki.hgdxb.2018.05.006Fan, W.; Qin, C. L.; Zhao, W. M.; Liao, B. J. Hebei Univ. Tech. 2018, 47, 37. doi: 10.14081/j.cnki.hgdxb.2018.05.006

    12. [12]

      Cao, Y. L.; Xiao, L. F.; Sushko, M. L.; Wang, W.; Schwenzer, B.; Xiao, J.; Nie, Z. M.; Saraf, L. V.; Yang, Z. G.; Liu, J. Nano Lett. 2012, 12, 3783. doi: 10.1021/nl3016957

    13. [13]

      Li, W. H.; Zeng, L. C.; Yang, Z. Z.; Gu, L.; Wang, J. Q.; Liu, X. W.; Cheng, J. X.; Yu, Y. Nanoscale 2014, 6, 693. doi: 10.1039/C3NR05022J

    14. [14]

      刘双, 邵涟漪, 张雪静, 陶占良, 陈军.物理化学学报, 2018, 34, 581. doi: 10.3866/PKU.WHXB201711222Liu, S.; Shao, L. Y.; Zhang, X. J.; Tao, Z. L.; Chen, J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34, 581. doi: 10.3866/PKU.WHXB201711222

    15. [15]

      Datta, D.; Li, J.; Shenoy, V. B. ACS Appl. Mater. Inter. 2014, 6, 1788. doi: 10.1021/am404788e

    16. [16]

      Wu, Z. G.; Zhong, Y. J.; Li, J. T.; Guo, X. D.; Huang, L.; Zhong, B. H.; Sun, S. G. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 10092. doi: 10.1039/C4TA01253D

    17. [17]

      Xiao, L. F.; Cao, Y. L.; Xiao, J.; Wang, W.; Kovarik, L.; Nie, Z. M.; Liu, J. Chem. Commun. 2012, 48, 3321. doi: 10.1039/C2CC17129E

    18. [18]

      Shiva, K.; Rajendra, H. B.; Bhattacharyya, A. J. ChemPlusChem 2015, 80, 516. doi: 10.1002/cplu.201402291

    19. [19]

      Wang, J. W.; Lu, Y. Y.; Zhang, N.; Xiang, X. D.; Liang, J.; Chen, J. RSC Adv. 2016, 6, 95805. doi: 10.1039/c6ra19353f

    20. [20]

      Xiong, X. Q.; Luo, W.; Hu, X. L.; Chen, C. J.; Qie, L.; Hou, D. F.; Huang, Y. H. Sci. Rep. 2015, 5, 9254. doi: 10.1038/srep09254

    21. [21]

      Zhang, N.; Liu, Y. C.; Lu, Y.; Han, X. P.; Cheng, F. Y; Chen, J. Nano Res. 2015, 8, 3384. doi: 10.1007/s12274-015-0838-3

    22. [22]

      Jackson, S. T.; Nuzzo, R. G. Appl. Surface Sci. 1995, 90, 195. doi: 10.1016/0169-4332(95)00079-8

    23. [23]

      Lesiak, B.; Kover L.; Toth, J.; Zemek, J.; Jiricek, P.; Kromka, A.; Rangam, N. Appl. Surface Sci. 2018, 452, 223. doi: 10.1016/j.apsusc.2018.04.269

    24. [24]

      Wang, H. K.; Wu, Q. Z; Cao, D. X.; Lu, X.; Wang, J. K.; Leung, M. K. H.; Cheng, S. D.; Lu, L.; Niu, C. M. Mater. Today Energy 2016, 1–2, 24. doi: 10.1016/j.mtener.2016.11.003

    25. [25]

      Ji, L. W.; Gu, M.; Shao, Y. Y.; Li, X. L.; Engelhard, M. H.; Arey, B. W.; Wang, W.; Nie, Z. M.; Xiao, J.; Wang, C. M.; Zhang, J. G.; Liu, J. Adv. Mater. 2014, 26, 2901. doi: 10.1002/adma.201304962

    26. [26]

      Liu, Y. C.; Zhang, N.; Jiao, L. F.; Chen, J. Adv. Mater. 2015, 27, 6702. doi: 10.1002/adma.201503015

    27. [27]

      Wang, C. L.; Xu, Y.; Fang, Y. G.; Zhou, M.; Liang, L. Y.; Singh, S.; Zhao, H. P.; Schober, A.; Lei, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3124. doi: 10.1021/jacs.5b00336

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  24
  • 文章访问数:  1187
  • HTML全文浏览量:  255
文章相关
  • 发布日期:  2020-05-15
  • 收稿日期:  2019-04-03
  • 接受日期:  2019-05-21
  • 修回日期:  2019-05-10
  • 网络出版日期:  2019-05-31
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章