Appl. Surf. Sci.|利用Nb₂CTₓ 还原性质制备锚定SnS纳米棒的Nb₂CTₓ 纳米框架用于钠离子电池
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详细介绍
北科纳米可提供Nb₂CTₓ纳米框架(可定制)
研究摘要
由于最近移动电子设备和电动汽车的使用增加,高能量密度的电化学储能设备的发展受到了极大的关注。锂离子电池具有极高的能量密度和长周期性能,是目前应用最广泛的储能设备。但是,由于锂金属储量匮乏及分布不均,有必要开发用其他材料制成的新一代电池。钠离子电池作为新一代可再生能源存储设备,相对于锂离子电池而言,在钠储量及价格方面具有优势。Sn基硫化物材料由于其极高的钠离子理论可逆比容量(847 mAh g-1),受到了研究者们的广泛关注。然而,Sn基材料会出现较大的体积变化,这将破坏电极的纳米结构,从而影响电池的稳定性。中科院半导体所王丽丽研究员研究团队在国际知名期刊 Applied Surface Science 上发表一篇题目为: Anchored SnS nanorods based on a carbon-enhanced Nb2CTx three-dimensional nanoflower framework achieve stable, high capacity Na-ion storag 研究论文。本文利用Nb2CTx本身具有的还原性性质可控得将SnS纳米棒锚定在Nb2CTx纳米片上,并具有优秀的钠离子存储性能。SnS/Nb2CTx电极在0.1 A g-1电流密度下循环100圈后仍具有384 mAh g-1的比容量,在0.1-1 A g-1电流密度变化下仍具有73%的容量保留率。
图文导读
图1. C@SnS@Nb2CTx/Nb2O5合成流程图及SEM、EDS、TG测试。
图2. C@SnS@Nb2CTx/Nb2O5 XRD、XPS表征。
图3. C@SnS@Nb2CTx/Nb2O5 钠离子半电池电化学性能测试。
图4. C@SnS@Nb2CTx/Nb2O5钠离子半电池动力学分析。
图5. SnS/Nb2Cox电子性质、钠离子吸附位点及在SnS/Nb2COx 表面扩散研究。
总结
总之,我们设计了一种以高导电性Nb2CTx为骨架的水热还原法制备SnS的方法。因此,我们成功地合成了一种三维纳米花形钠存储负极材料。这种SnS纳米棒原位生长在Nb2CTx导电框架上,可以实现较强的协同效应,提高SnS对钠的埋入和萃取效率。此外,外加C层可以大大缓解Na-Sn合金体积膨胀引起的结构损伤和材料脱落。
文献链接
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.153598
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