DOI:10.1021/acs.energyfuels.0c01046
下一代锂电池需要具有提高的锂存储能力的负极。在这项工作中,研究者报告了一种简便的合成策略,该方法基于静电纺丝,随后进行还原和磷化处理,以在碳纳米纤维基质中制备磷化锡(SnP0.94)相。SnP0.94相的层状结构以及封装在导电碳基质中的小尺寸(5-20 nm)使其具有良好的电化学锂存储特性。该复合材料在100 mA g-1下的容量为750 mAh g-1,显示出良好的循环和速率稳定性。电化学研究表明,与裸SnP0.94(8.57×10-14 cm2 s-1)相比,复合材料中Li的扩散率更快(1.86×10-11 cm2 s-1),证实了这类材料在电池负极中存储阳离子的前景。
图1.与SnP0.94和SnP相的PCPDF数据相比,所制备的SnP0.94-CNF复合材料和SnP0.94的X射线衍射图。
图2.SnP0.94和SnP0.94-CNF的形态和结构表征:(a)SnP0.94的FESEM和(d)TEM; SnP0.94-CNF的(b,c)FESEM和(e-g)TEM;(h)SnP0.94-CNF的SAED图。
图3.SnP0.94-CNF的元素映射,描绘了Sn、P、N和C的均匀分布。
图4.SnP0.94-CNF的拉曼光谱。
图5.SnP0.94-CNF的XPS数据:(a)全扫描光谱,(b)Sn 3d、(c)P 2p以及(d)C 1s详细信息。
图6.CNF、SnP0.94和SnP0.94-CNF的BET分析:(a)SnP0.94的等温线和(d)孔径分布图;(b)SnP0.94-CNF的等温线和(e)孔径分布图;(c)CNF的等温线和(f)孔径分布图。
图7.裸SnP0.94和SnP0.94-CNF复合材料的电化学研究:(a,b)SnP0.94和SnP0.94-CNF的CV循环1、2、5、8和10;(c)在电流密度为100 mA g-1时CNF、SnP0.94和SnP0.94-CNF(总重量基)的第一个可逆循环恒电流充放电曲线。
图8.电化学性能的比较:(a)CNF、SnP0.94和SnP0.94-CNF的循环稳定性和(b)速率性能。
图9.(a)CNF、SnP0.94和SnP0.94-CNF的可逆放电行为,以及(b)显示电压与非固定锂浓度(活性质量基)关系的放电曲线。
图10.电化学阻抗数据:SnP0.94、SnP0.94-CNF和CNF的比较奈奎斯特图。
图11.SnP0.94-CNF的循环稳定性。