微米和纳米科技材料

高校合成锡硫族化合物纳米片,可显著提升锂离子电池容量

汽车氪获悉,北京工业大学、哈尔滨工业大学和威斯康星大学密尔沃基分校(university of Wisconsin Milwaukee)的研究人员合成了一种新型锂离子阳极材料—锡硫族化合物(SnSe0.5S0.5)纳米片,可显著提升锂离子电池的容量。

该论文在Power Sources杂志上发表。研究人员表示,制备的SnSe0.5S0.5在100次循环和200次循环后,其放电比容量分别达到1144mAh/g和682mAh/g,库仑效率(CE)高达98.7%。即使在5A/g的高电流密度下,该阳极材料也可提供473 mAh/g的比容量。

高校合成锡硫族化合物纳米片,可显著提升锂离子电池容量

在电流密度为5A/g的情况下,具有NCM阴极和SnSe0.5S0.5阳极的全电池提供1111 mAh/g锂化容量(lithiation capacity ),并且在50次充放电循环后,全电池会保持535 mAh/g的锂化容量,其库仑效率约98 %。

研究人员表示,其优异的电化学性能包括两个主要原因:SnSe0.5S0.5独特的三维纳米片堆积结构有利于电子/离子扩散和转化反应。此外,Se和S元素的协同作用提供了更大的层间距和更好的导电性,有利于锂化和脱锂过程,同时也适应了锡基材料的体积变化。

研究人员表示表示:“近年来,我们提出了多项策略,包括表面改性、创新性的设计结构和形态、使用纳米颗粒和纳米多孔材料等,旨在提高结构稳定性。同时也研究了各种类型的锡基化合物以改善作为锂离子电池阳极材料的性能。在这项研究中,我们成功地设计并合成了这种锡硫族化合物,并通过简单、快速的多元醇法,并进行低温加热,获得用于锂离子电池的高性能阳极材料。”

高校合成锡硫族化合物纳米片,可显著提升锂离子电池容量

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