高校合成錫硫族化合物納米片,可顯著提升鋰離子電池容量

汽車氪獲悉,北京工業大學、哈爾濱工業大學和威斯康星大學密爾沃基分校(university of WisconsinMilwaukee)的研究人員合成了一種新型鋰離子陽極材料—錫硫族化合物(SnSe0.5S0.5)納米片,可顯著提升鋰離子電池的容量。

該論文在PowerSources雜誌上發表。研究人員表示,製備的SnSe0.5S0.5在100次循環和200次循環后,其放電比容量分別達到1144mAh/g和682mAh/g,庫侖效率(CE)高達98.7%。即使在5A/g的高電流密度下,該陽極材料也可提供473mAh/g的比容量。

在電流密度為5A/g的情況下,具有NCM陰極和SnSe0.5S0.5陽極的全電池提供1111mAh/g鋰化容量(lithiation capacity ),並且在50次充放電循環后,全電池會保持535mAh/g的鋰化容量,其庫侖效率約98 %。

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研究人員表示,其優異的電化學性能包括兩個主要原因:SnSe0.5S0.5獨特的三維納米片堆積結構有利於電子/離子擴散和轉化反應。此外,Se和S元素的協同作用提供了更大的層間距和更好的導電性,有利於鋰化和脫鋰過程,同時也適應了錫基材料的體積變化。

研究人員表示表示:「近年來,我們提出了多項策略,包括表面改性、創新性的設計結構和形態、使用納米顆粒和納米多孔材料等,旨在提高結構穩定性。同時也研究了各種類型的錫基化合物以改善作為鋰離子電池陽極材料的性能。在這項研究中,我們成功地設計併合成了這種錫硫族化合物,並通過簡單、快速的多元醇法,並進行低溫加熱,獲得用於鋰離子電池的高性能陽極材料。」

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