金属锡（Sn）负极具有较高的理论容量和导电性，有望成为下一代锂离子电池的候选电极材料。然而，在镀锂/剥离过程中，Sn的体积变化很大，导致了严重的机械降解，进而导致LiBs容量的迅速衰减。

近日，美国中佛罗里达大学Yang Yang教授报道了合理设计Cu-Sn（Cu₃Sn）金属间化合物涂层（ICL），通过结构重构机制稳定Sn负极。

文章要点

1）Cu-Sn ICL具有较低的镀锂/剥离活性，使金属Cu相从Cu-Sn ICL中逐渐分离，从而提供了可调节和适当的Cu分布，以缓冲Sn负极的体积变化。同时，析出的Sn与Cu的均匀分布促进了均匀的镀锂/剥离过程，减轻了内应力。此外，残留的硬质Cu-Sn金属间化合物表现出极好的机械完整性，可以抵镀锂/剥离过程中的塑性变形。

2）结果表明，经Cu-Sn ICL强化的Sn负极循环稳定性得到显著提高，1000次循环容量衰减率仅为0.03%，在2 C的高倍率下实现了680 mAh g^-1的超高容量。

这项工作中的结构重构机理为新材料和结构设计提供了新的思路，同时，新材料和结构设计有望用于稳定可充电电池及其为其他高性能和大容量储能装置更换电极。

Guanzhi Wang, et al, Stabilization of Sn Anode through Structural Reconstruction of a Cu–Sn Intermetallic Coating Layer, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202003684

https://doi.org/10.1002/adma.202003684