电子和离子电导率对锂离子电池负极材料的性能至关重要。许多大容量负极材料（例如Ge）没有足够高的电子和离子导电率用于高倍率循环。
近日，美国佐治亚理工学院刘美林教授，Wenwu Li报道了一种新型三元化合物，磷化锗铜（CuGe2P3）用于高倍率负极。
文章要点
1）第一性原理计算和包括高分辨率同步X射线衍射、HRTEM、SAED、XPS和拉曼光谱等实验表征结果显示，与Ge相比，通过简单、可扩展的机械化学方法合成的CuGe2P3具有阳离子无序性，并具有更快的电子和锂离子电导率以及对体积变化的更大耐受性。
2）各种表征和电化学测量结果显示，作为LiBs的负极，合成的CuGe2P3具有1457 mA h g-1的大可逆容量，初始库仑效率高达92%，基于可逆的储锂反应机理，合理的工作电位为0.5 V。
3）用石墨两步球磨CuGe2P3后，CuGe2P3/C@Graphene具有长循环稳定性（200 mA g-1循环600次后，容量为1312 mA h g-1，2 A g-1循环1600次容量876 mA h g-1）和超高倍率性能（30 A g-1倍率下的容量为386 mA h g-1）。
4）研究人员将CuGe2P3扩展到一系列具有大阳离子比的新型阳离子无序Cu(Zn)-Ge-P化合物中，这些化合物具有大容量、高的初始库仑效率和合适的工作电位，从而进一步突出了新型Cu(Zn)-Ge-P化合物作为下一代高性能锂离子电池负极材料的应用前景。
参考文献
Wenwu Li, et al, Novel Cu(Zn)–Ge–P compounds as advanced anode materials for Li-ion batteries, Energy Environ. Sci., 2021
DOI: 10.1039/d0ee03553j
https://doi.org/10.1039/d0ee03553j
