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華東理工江浩/胡彥杰Small: 優(yōu)化SnO2-x /Fe2O3異質(zhì)納米晶體實(shí)現(xiàn)快速可逆的鋰存儲(chǔ)

在基于氧化物的電極上設(shè)計(jì)氧空位和提高Li₂O可逆性具有重要意義，但在高功率鋰離子電池（LIB）中仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在此，華東理工大學(xué)江浩教授、胡彥杰研究員等人通過(guò)葡萄糖輔助噴霧燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)了可定制的x、y值的異質(zhì)SnO_2-x/Fe₂O_3-y納米晶體的快速有效制備。態(tài)密度（DOS）曲線表明具有最大x值的SnO_2-x/Fe₂O₃具有優(yōu)化的電子結(jié)構(gòu)。

此外，優(yōu)選的脫鋰/嵌鋰有效地抑制了異質(zhì)納米晶體的局部聚集，大大增強(qiáng)了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。DFT 計(jì)算表明，與表面Li₂O/Sn相比，F(xiàn)e/Li₂O/Sn 界面上的Li-O鍵更容易斷裂，從而加速Li₂O的后續(xù)脫鋰過(guò)程。

圖1. SnO_2-x/Fe₂O_3-y異質(zhì)納米晶體的噴霧燃燒合成示意圖及表征

因此，優(yōu)化的SnO_2-x/Fe₂O₃表現(xiàn)出最高的電化學(xué)可逆性。分散在氧化石墨烯（rGO）表面后，所獲得的混合體提供了非常高的可逆容量（1113 mAh g^-1）、優(yōu)異的倍率性能（474 mAh g^-1@20 A g^-1）和長(zhǎng)循環(huán)壽命（5 A g^-1下循環(huán)500次后損失可忽略不計(jì)），這些結(jié)果是迄今為止關(guān)于SnO₂基負(fù)極材料的最佳報(bào)告。

通過(guò)原位拉曼分析以及循環(huán)后的XPS和TEM觀察進(jìn)一步闡明了脫鋰/鋰化改進(jìn)機(jī)制。這項(xiàng)研究提出的氧空位工程和自催化顯示了對(duì)用于高功率LIB的SnO₂基負(fù)極材料的強(qiáng)大推動(dòng)力。

圖2. 該復(fù)合材料的儲(chǔ)鋰性能

Optimizing SnO_2-x/Fe₂O₃ Hetero-Nanocrystals Toward Rapid and Highly Reversible Lithium Storage, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103532

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/15/62fd2acca0/

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