二氧化锡/石墨烯复合材料的制备及其在钠基双离子电池中应用

编号：NMJS07389

篇名：二氧化锡/石墨烯复合材料的制备及其在钠基双离子电池中应用

作者：张苗 周小燕 唐永炳

关键词： 二氧化锡 石墨烯 钠离子电池 双离子电池

机构： 中国科学院深圳先进技术研究院

摘要： 双离子电池体系因其能量密度高、资源丰富、环境友好、价格低廉而备受青睐。但基于钠离子电解液的双离子电池却极少报道,这是因为缺乏可以与钠离子可逆嵌入脱出反应合适的负极材料。因此,该文首次报道了一种基于二氧化锡负极复合材料钠型(命名为SnO2/GF//EG)双离子电池,其负极为石墨烯与二氧化锡的复合材料,正极为膨胀石墨烯。通过纳米二氧化锡与石墨烯复合:一方面,石墨烯可以提高二氧化锡材料的导电性,从而提升材料的倍率性能;另一方面,柔性多孔的石墨烯可以容纳二氧化锡在脱出和嵌入钠离子过程中的体积膨胀,从而提升其循环性能。二氧化锡与石墨烯的三维复合材料具有优异的倍率性能和循环稳定性,同时具有非常高的可逆比容量:1 Ag-1电流密度下,循环300次时,比容量约为279 mAhg-1,容量保持率为69.9%;在5 Ag-1大电流密度下,其比容量为118 mAhg-1。由纳米二氧化锡与石墨烯复合材料组装的基于钠离子电解液的SnO2/GF//EG双离子电池表现出优异的循环稳定性,同时具有非常高的可逆比容量:200 mAg-1电流密度下,循环300次时,比容量约为70.6mAhg-1,容量保持率为72.5%。另外,该材料表现出优异的倍率性能,在200 mAg-1、500 mAg-1、1 000 mAg-1、1 500 mAg-1和2 000 mAg-1电流密度下的比容量分别为97.4 mAhg-1、88.5 mAhg-1、75.5 mAhg-1、70.4 mAhg-1和67.2 mAhg-1。总之,该文首次研究了二氧化锡复合材料在钠基双离子电池的电化学行为,并得到了优异的循环性能和倍率性能。