DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123669
二氧化锡(SnO2)是一种很有前途的锂离子电池(LIBs)负极材料,但其实际应用受到严重的体积膨胀和导电性差的阻碍。在此,研究者提出了一种通过静电纺丝和后续热处理制备自组装SnO2多孔纳米管的简便方法。锚固在管壁上的纳米级SnO2颗粒为电化学反应提供了丰富的反应位点,中空结构中充足的内部空间有效地容纳了体积膨胀。此外,管状结构在200 mA g-1的电流密度下经过100次循环后仍完好无损,这表明其坚固的结构可以很好地适应体积膨胀。由于上述优点,作为LIBs阳极的SnO2多孔纳米管显示出极好的可逆容量、优异的速率性能和良好的循环稳定性。这种自组装多孔管状结构为抑制先进LIBs电化学反应中负极材料的体积膨胀提供了一条有效途径。
图1.SnO2-PNTs的制备过程示意图。
图2.(a)Sn/C-NFs、SnO2-PNTs和SnO2-MSs的XRD图谱,(b)SnO2-PNTs的SEM,(c)TEM和(d)HR-TEM。
图3.(a)SnO2-PNTs的前四个CV曲线,(b)SnO2-PNTs和SnO2-MSs的速率性能,(c)SnO2-PNTs和SnO2-MSs在200 mA g-1电流密度下的循环性能,(d)在电流密度为200 mA g-1时SnO2-PNTs的恒电流放电/充电曲线,(e)SnO2-PNTs和SnO2-MSs的长期循环测试。
图4.(a)循环前和循环100次后SnO2-PNTs和SnO2-MSs的奈奎斯特图,插图为等效电路,(b)SnO2-PNTs中Li+嵌入机理的示意图,(c)SnO2-PNTs的放电/充电GITT曲线和(d)相应的Li+扩散系数。
图5.(a)不同截止电压下SnO2-PNTs的XRD图,(b)100次循环后SnO2-PNTs的SEM,插图为局部放大图。