金属磷化物作为碱金属离子电池负极材料，因其具有较高的理论容量和电子导电性而备受关注。然而，在客体离子的重复插入/提取过程中，它们受到巨大的体积膨胀和元素分离的影响，导致结构恶化和容量迅速衰减。
近日，南开大学张凯研究员，韩国高丽大学Yong-Mook Kang，陕西科技大学王海花教授报道了基于两种晶型的元素组成调节，通过两相中间策略制备了一种非晶态Sn0.5Ge0.5P3，并将其应用于碱金属离子电池中，研究了非晶态Sn0.5Ge0.5P3在碱金属离子电池中的应用。
文章要点
1）与晶态磷基化合物不同，Sn0.5Ge0.5P3的非晶态结构有效地将循环过程中的体积变化从300%以上减小到225%。而阳离子和阴离子在短距离内的有序分布确保了循环过程中各元素的均匀分布，从而有助于持久的循环稳定性。此外，非晶态材料的长程无序结构缩短了离子传输距离，有利于扩散动力学。
2）实验结果显示，在0.1 A g−1下循环100次，非晶态Sn0.5Ge0.5P3具有1132mAh g−1的高Na存储容量。即使在2和10 A g−1的高电流密度下，其容量仍分别达到666和321 mAh g−1。作为储锂负极，Sn0.5Ge0.5P3同样表现出比晶体相对应的更好的循环稳定性和倍率性能。值得注意的是，两相转变策略同样适用于获得其他非晶态金属磷化物，如GeP2。
本工作对构建高性能碱金属离子电池非晶态负极材料具有一定的参考价值。
参考文献
Limin Zhou, et al, Two-Phase Transition Induced Amorphous Metal Phosphides Enabling Rapid, Reversible Alkali-Metal Ion Storage, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c04041
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04041
