具有高比容量的锡基材料作为储能器件的高性能负极已得到广泛研究。
近日,大连理工大学陆安慧教授,河北工业大学李焕荣教授,程菲副教授报道了采用二元氧化物诱导表面包覆ZIF-8,然后采用热解法制备了SnOx(x=0,1,2)量子点@碳杂化材料,其中SnOx量子点(小于5 nm)均匀分散在整个含氮碳纳米笼中,每个纳米笼再通过交联以形成高度导电的骨架。
文章要点
1)得到的SnOx@C杂化材料具有598 m2 g−1的大比表面积、高的电导率和良好的离子扩散速率。当将SnOx@C应用于LIBs时,电流密度为0.2 A g−1时的可逆容量为1824 mAh g−1,即使在2和5 A g−1的高倍率下也具有1408和850 mAh g−1的超高容量。以LiFePO4为正极组装的全电池在1 C下表现出335 Wh kg−1和575 W kg−1的高能量密度和功率密度(基于正极和负极的总活性质量)。
2)结合原位XRD分析结果显示,SnOx@C杂化材料优异的电化学性能归功于由SnOx、互连的碳网络和均匀分散的ZnO纳米颗粒组成的精心设计的多功能结构形成的SnOx-ZnO-C异步联合储锂机制。此外,通过简单地改变二元氧化物前驱体来获得所需的活性组分,或者调节MOFs涂层的类型以获得高性能的LIBs的设计策略可以扩展到其他电极材料的制备。
参考文献
Yanan Zhang, et al, A SnOxQuantum Dots Embedded Carbon Nanocage Network with Ultrahigh Li Storage Capacity, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c00088
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00088