低电子电导率和严重的锡增厚现象限制了SnO₂作为钠离子电池和锂离子电池负极材料的使用。近日，为了促进SnO₂作为负极材料的电化学性能的改善并详细理解其能量储存机制，温州大学Shun Wang与美国佐治亚理工Zhiqun Lin等采用星形聚（丙烯酸）-嵌-聚（乙二醇）二嵌段共聚物作为纳米反应器原位制备单分散聚乙二醇连接的SnO₂纳米粒子，并将其均匀地限域在逐层堆叠的氧化石墨烯基体中（SnO₂@PEG）。

文章要点

1）研究人员报道了一种精确的星形嵌段共聚物纳米反应器策略用于原位制备聚合物连接的均匀SnO₂纳米颗粒并将其均匀地锚定在氧化石墨烯上，从而能够系统地研究LIBs和SIBs中SnO₂负极的容量衰减和电化学反应机制。首先，亲水性聚乙二醇（PEG）连接的超细SnO₂纳米粒子（表示为SnO₂@PEG)利用合理设计的星形聚（丙烯酸）-嵌段聚乙二醇（PAA-b-PEG）二嵌段共聚物作为纳米反应器来生长模板。前驱体的金属离子和内部PAA嵌段的羧酸基团的优先配位使SnO₂纳米粒子在星形PAA-b-PEG纳米反应器的PAA嵌段所占据的腔室内原位形成。值得注意的是，紧密且永久地连接在SnO₂纳米粒子表面的外PEG块有效地控制了纳米粒子的大小并防止团聚。随后SnO₂@PEGNPs均匀固定在氧化石墨烯（GO）纳米片上。

2）在锂离子电池中,这种SnO₂@PEG-GO纳米复合物表现出完全可逆的三步反应机理。在100mA/g的电流密度下循环100周后的可逆比容量可达1523mA/g，这略高于SnO₂储存Li⁺的理论比容量。当作为钠离子电池负极材料时，其在50mA/g的电流密度下循环500周后的可逆比容量为527mAh/g。

参考文献

Shiqiang Zhao et al, Advancing Performance and Unfolding Mechanism of Lithium and Sodium Storage in SnO2 via Precision Synthesis of Monodisperse PEG-Ligated Nanoparticles, Advanced Energy Materials,2022

DOI: 10.1002/aenm.202201015

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202201015