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华体会登录入口|高储锂性能Cu-Sn-S自组装纳米管技术研究

发布时间:2021-12-20 01:15:01人气:
本文摘要:【背景讲解】Cu-Sn-S(CTS)是一种环境友好和储量非常丰富的新型太阳能电池材料,同时具备较高的贮锂理论容量、较小的层间距和地下通道尺寸,使其未来将会沦为下一代锂电池的高性能电极材料。目前报导的CTS电极材料大部分为颗粒状且具备较小的体积收缩,从而造成显著的容量波动现象。如果需要结构合理的纳米材料,融合所含有所不同物相构成的核壳结构,将未来将会大大提高其电化学性能。

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【背景讲解】Cu-Sn-S(CTS)是一种环境友好和储量非常丰富的新型太阳能电池材料,同时具备较高的贮锂理论容量、较小的层间距和地下通道尺寸,使其未来将会沦为下一代锂电池的高性能电极材料。目前报导的CTS电极材料大部分为颗粒状且具备较小的体积收缩,从而造成显著的容量波动现象。如果需要结构合理的纳米材料,融合所含有所不同物相构成的核壳结构,将未来将会大大提高其电化学性能。【成果概述】近日,德州大学奥斯汀分校的Mullins教授和Henkelman教授、厦门大学的郭航教授(联合通讯)和联培博士生林杰(第一作者)等人在ACSNano上公开发表为题“Self-AssembledCu?Sn?SNanotubeswithHigh(De)LithiationPerformance”的文章。

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该工作明确提出一种无添加剂的凝胶-溶剂热法,制得自装配的CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒,通过多种材料密切相关技术找到该纳米管具备Cu3-4SnS4@Cu2SnS3的静电学核壳结构,并通过密度绿函理论(DFT)计算出来对比有所不同物相的体积变化、锂化曲线和构成焓,证明该核壳结构可有效地减轻锂化时的体积收缩,从而展现出出有出色的电化学性能(200次循环后共轭容量仍维持在774mAh/g)和较高的初始库伦效率(82.5%)。此外,还利用DFT计算出来三种有所不同物相在有所不同锂化阶段时的原子结构变化,融合精修后的原子模型,明确提出单分子可映射18摩尔锂的Li-Cu-Sn-S固溶体反应。


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