Li+会插入纯面心立方（fcc）C60结构，而不是吸附在单个C60分子上。这阻碍了锂离子在锂离子电池（LIBs）中的额外存储，从而限制了其应用。然而，由于C60粉末的低电化学反应性和差的结晶度，人们尚未研究其相关的电化学过程和机理。
近日，韩国釜山大学Chae-Ryong Cho，蔚山科学技术院Dong-Hwa Seo报道了采用热致蒸发和冷却结晶的方法，在不同的温度（相差约500 °C）下合成了形貌均匀、颗粒尺寸均一的面心立方C60纳米颗粒（NPs）。
文章要点
1）在含有10%氟乙烯碳酸酯的1 m LiPF6溶液中，C60 NP负极表现出优异的可逆容量（780 mAh g−1，0.1 A g−1）、长循环寿命(373 mAh g−1，5 A g−1，1000次循环）和优异的倍率比容量（446 mAh g−1）。此外，与硬碳电极相比，C60 NP电极在循环过程中的结构稳定性、高比容量、长循环稳定性和高保持率等方面表现出更好的性能。
2）研究人员研究了全电池（C60 NP负极/LiFePO4正极）的电化学性能。此外，通过原位X射线衍射（XRD）、非原位高分辨透射电子显微镜（HRTEM）分析和第一性原理计算，基于C60分子之间的空位，不同位置的Li簇，提出了晶体C60结构中异常高的Li存储，放电/充电过程中的结构变化。此外，研究发现，C60的fcc通过正交LixC60转变四方晶系并在放电期间转变回立方相。
这项研究将促进用于LIBs的新型富勒烯基负极材料的开发。
参考文献
Linghong Yin, et al, Abnormally High-Lithium Storage in Pure Crystalline C60 Nanoparticles, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202104763
https://doi.org/10.1002/adma.202104763
