Sn基鋰離子電池負(fù)極材料具有較高的比容量和良好的安全性，在未來很有可能替代石墨作為商用鋰離子電池的負(fù)極材料。近日，PicoFemto?助力華南理工大學(xué)鄧洪教授、熊訓(xùn)輝教授、林璋教授在Sn@C基離子電池負(fù)極材料的研究上再創(chuàng)突破，相關(guān)研究成果以《Upcycling of Electroplating Sludge into Ultrafine Sn@C Nanorods with Highly Stable Lithium Storage Performance》為題發(fā)表在國際期刊《Nano Letters》（IF=12.08）上。

圖1. 實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)及相關(guān)說明

圖2. PicoFemto原位電學(xué)樣品桿示意圖（JEOL及FEI電鏡兼容）

圖3. (a) Schematic of dry cells based on the Sn@C for the in situ TEM study. (b−f) Time-lapse TEM images for the Sn@C during a full lithiation−delithiation process with an applied voltage of ±3 V between the W and Au electrodes.（源自原文）

    研究人員利用枯草桿菌再生電鍍污泥中的金屬錫（Sn），細(xì)微的錫金屬顆?？梢澡偳对诘?、磷共摻雜的多孔碳棒上，并且發(fā)現(xiàn)這種負(fù)載錫金屬顆粒的碳棒（Sn@C）用作鋰離子電池負(fù)極材料時有優(yōu)異的儲鋰性能（可逆容量：560 mAh/g at 1 A/g，大約1500次的循環(huán)幾乎沒有衰減）。他們利用PicoFemto?原位電學(xué)樣品桿（TEM-STM holder）在透射電鏡中實(shí)時研究了Sn@C負(fù)極材料在鋰化和脫鋰過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)鋰化和脫鋰過程中內(nèi)部的Sn納米顆粒會周期性的膨脹和收縮。原位透射電鏡研究表明， Carbon matrix能夠有效緩解負(fù)極材料鋰化和脫鋰過程中體積膨脹產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，使得內(nèi)部的Sn納米顆粒保持完整，保證了Sn@C負(fù)極材料的循環(huán)穩(wěn)定性和良好的倍率性能。研究人員認(rèn)為：1、納米尺度的Sn顆粒；2、Sn納米顆粒在碳籠中的均勻分布；3、氮、磷共摻雜的碳層等是Sn@C負(fù)極材料良好循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能的關(guān)鍵因素。該研究利用細(xì)菌再生污泥廢棄物中的錫金屬巧妙的得到了高穩(wěn)定性的錫基鋰離子電池負(fù)極材料，我們相信這種新方案在未來可能會被推廣到過渡金屬及金屬氧化物作為負(fù)極材料的新一代鋰離子電池當(dāng)中。
    原文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.8b04944 
    DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04944
  
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