日韩亚洲在线_日韩亚洲一区在线播放_香蕉免费一区二区三区在线观看 _国产精品亚洲欧美_久久国产99_亚洲图片在线观看_伊人成年综合电影网_99爱精品视频_欧美~级网站不卡_久久久久久网

Large-scale synthesis of SnS-C composites by introducing mesoporous structure in situ to improve lithium ion storage performance

 介孔結(jié)構(gòu)原位構(gòu)筑及其對SnS-C復(fù)合材料儲鋰性能的提升：一種大規(guī)模合成策略

作者信息：

Hong Zeng, Ying Wu

Institute of Energy Power Innovation, North China Electric Power University, Beijing, 102206, China

https://doi.org/10.1016/j.tramat.2025.100035

文章介紹：

作為綠色電化學(xué)能源的典型代表，二次電池在人類社會中正發(fā)揮著日益重要的作用。在各種二次電池中，鋰離子電池憑借其低自放電、長壽命、輕量化、高能量密度、寬工作電壓窗口及環(huán)境友好等優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、電動汽車、電動工具、智能電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、航空航天及國防等領(lǐng)域。正因其為人類生活帶來巨大便利，鋰離子電池已成為21世紀(jì)最具價值的儲能裝置之一，受到全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。

隨著便攜式設(shè)備與電動汽車的快速發(fā)展，開發(fā)具有更高容量和更長循環(huán)壽命的鋰離子電池具有劃時代意義。目前商用鋰離子電池主要采用石墨作為負(fù)極材料，然而商用石墨負(fù)極的實際比容量已接近其372 mAh g?¹的理論極限，提升空間極為有限。

近年來，由于獨(dú)特的晶格排列特性，SnS在二次電池、電化學(xué)超級電容器、光伏電池、光催化、熱電材料、光電子器件、光電極等眾多器件應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。室溫下，SnS具有獨(dú)特的雙層正交晶系結(jié)構(gòu)（空間群：Pnma，晶格參數(shù)：a=0.433 nm, b=1.119 nm, c=0.398 nm）。其層間通過范德華力結(jié)合且間距較大，這既有利于鋰離子（離子半徑0.76 Å）的嵌入，又能適應(yīng)充放電過程中的體積變化，從而提升鋰離子存儲容量與循環(huán)穩(wěn)定性。

因此，SnS因其1136 mAh g?¹的高理論容量、優(yōu)異倍率性能、本征電導(dǎo)率高及合適電位平臺等優(yōu)勢，成為極具潛力的鋰電負(fù)極替代材料。然而，在轉(zhuǎn)化反應(yīng)與鋰錫合金化過程中產(chǎn)生的巨大體積變化，最終會導(dǎo)致材料破碎和容量快速衰減。

目前，通過球磨技術(shù)大規(guī)模制備介孔結(jié)構(gòu)SnS-碳負(fù)極的方法仍鮮見報道。為此，本研究以微米級SnS和石墨顆粒為原料，采用簡單可控的球磨法，提出了一種原位引入介孔結(jié)構(gòu)至SnS-碳復(fù)合材料的策略（圖1）。通過碳包覆在球磨過程中原位構(gòu)建出具有內(nèi)部空腔和高比表面積的介孔結(jié)構(gòu)SnS-C復(fù)合材料。這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)不僅能提供更多鋰離子反應(yīng)活性位點、卓越的電子傳導(dǎo)能力及快速的離子/電子擴(kuò)散路徑，還能有效提供緩沖空間以緩解SnS在嵌鋰/脫鋰過程中的體積變化，從而顯著提升材料利用率、比容量、倍率性能和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。

中文摘要：

通過簡易的兩步高能球磨法，成功制備出具有改善電化學(xué)性能的介孔硫化錫-碳復(fù)合材料。電化學(xué)分析表明，所制備的納米復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極，展現(xiàn)出更高的放電容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。以所組裝的含50% C的SnS-C納米復(fù)合材料為負(fù)極的電池，首次放電即顯示出高達(dá)1056 mAh g?¹的比容量，庫倫效率為75%，并具有卓越的循環(huán)穩(wěn)定性（在長達(dá)200次循環(huán)后容量仍達(dá)1179 mAh g?¹）。SnS-C復(fù)合材料電化學(xué)性能的顯著提升，歸因于其碳包覆形成的獨(dú)特介孔結(jié)構(gòu)——該結(jié)構(gòu)具有內(nèi)部空隙、高比表面積（106.26 m² g?¹）并能適應(yīng)循環(huán)過程中的體積變化，從而為鋰離子存儲提供了豐富的活性位點，并促進(jìn)了電子和鋰離子的擴(kuò)散/傳輸。本研究通過使用具有高比表面積的介孔結(jié)構(gòu)材料，為鋰離子電池負(fù)極的設(shè)計提供了一種新策略。