【锂电】ACS Nano：石墨烯上的超细SnO-SnO2，容量超过理论极限！

具有高比容量的锡（Sn）基材料已经被研究用作锂离子存储装置的高性能负极。

近日，印度INST的Ramendra Sundar Dey，印度TCG 的Kingshuk Roy，Satishchandra Ogale通过简单的化学方法设计并制备了SnO-SnO₂@rGO (rGO =还原的氧化石墨烯)的混合相结构，实现了两种不同氧化锡相的混合物的微小纳米颗粒在破碎的石墨烯纳米片上的生长。

文章要点

1）石墨烯的三维结构形成导电框架。如此制备的混合相SnO-SnO2@rGO表现出255 m² g^-1的大BET表面积和优异的离子扩散速率。

2）当将得到的混合相材料用于锂离子电池负极时，研究人员注意到SnO-SnO₂@rGO在电流密度为0.1 A g^-1的情况下具有2604 mA h g−1的超高可逆容量。此外，它还表现出优异的倍率性能，在0.1 A g^-1下进行150次充电−放电循环后容量保持率超过82%。在1 A g⁻¹下循环500次，具有出色的初始容量保持率。

3）由于rGO基质上均匀的缺陷，锂化时形成的LiOH被认为是造成这种非常高的可逆容量的主要原因，这超出了理论上的极限。用LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂（NMC-532）作为大容量正极材料组装了锂离子全电池，在外加电流密度为0.1 A g^-1时，容量高达570 mA h g⁻¹（以负极重量计），100次循环后容量保持率超过50%。

这项工作提供了一种良好的电极材料设计，即混合相氧化锡-纳米碳基质，表现出足够的电化学性能，用于储锂应用。

参考文献

Navpreet Kamboj, et al, Ultrafine Mix-Phase SnO-SnO₂ Nanoparticles Anchored on Reduced Graphene Oxide Boost Reversible Li-Ion Storage Capacity beyond Theoretical Limit, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c07008

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07008