作为过渡金属硫化物的代表, SnS因其优异的理论容量和独特的层状结构被认为是理想的钠离子电池负极材料.然而较差的导电性以及巨大的体积膨胀严重阻碍了SnS作为钠离子电池负极材料的实际应用,如何实现长循环寿命及高可逆容量是发展其作...作为过渡金属硫化物的代表, SnS因其优异的理论容量和独特的层状结构被认为是理想的钠离子电池负极材料.然而较差的导电性以及巨大的体积膨胀严重阻碍了SnS作为钠离子电池负极材料的实际应用,如何实现长循环寿命及高可逆容量是发展其作为高性能负极材料的巨大挑战.基于此,本文提出利用具有螯合作用的植酸作为磷源,并将PO_(4)^(3-)-引入SnS层间的结构修饰思路.研究发现不同于常规掺杂手段,以Sn±O±P共价键形式存在的PO_(4)^(3-)作为多向导电柱能够有效抑制SnS的结构塌陷并扩大层间间距,从而实现高效Na~+存储.密度泛函理论计算结果表明PO_(4)^(3-)的引入导致SnS内部电荷分布发生变化并产生内建电场,有效促进了Na^(+)的吸附.因此,所制备的PO_(4)-SnS/NG复合负极材料呈现出优异的超长循环寿命;在5 A g^(-1)下10,000次循环后,材料仍表现出优异的稳定性,每次容量衰减仅为0.0028%.该工作为制备高性能金属硫化物电极材料提供了新思路.展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(51904059)Fundamental Research Funds for the Central Universities(N2002005,N2125004,and N2225044)+1 种基金Applied Basic Research Program of Liaoning(2022JH2/101300200)。
文摘作为过渡金属硫化物的代表, SnS因其优异的理论容量和独特的层状结构被认为是理想的钠离子电池负极材料.然而较差的导电性以及巨大的体积膨胀严重阻碍了SnS作为钠离子电池负极材料的实际应用,如何实现长循环寿命及高可逆容量是发展其作为高性能负极材料的巨大挑战.基于此,本文提出利用具有螯合作用的植酸作为磷源,并将PO_(4)^(3-)-引入SnS层间的结构修饰思路.研究发现不同于常规掺杂手段,以Sn±O±P共价键形式存在的PO_(4)^(3-)作为多向导电柱能够有效抑制SnS的结构塌陷并扩大层间间距,从而实现高效Na~+存储.密度泛函理论计算结果表明PO_(4)^(3-)的引入导致SnS内部电荷分布发生变化并产生内建电场,有效促进了Na^(+)的吸附.因此,所制备的PO_(4)-SnS/NG复合负极材料呈现出优异的超长循环寿命;在5 A g^(-1)下10,000次循环后,材料仍表现出优异的稳定性,每次容量衰减仅为0.0028%.该工作为制备高性能金属硫化物电极材料提供了新思路.
