Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Влияние отжига на электрохимические свойства анодных наноматериалов Cu2SnS3, синтезированных методом сольватермического синтеза

Аннотация

Cu 2 SnS 3 , как модифицированный материал для анодов на основе олова большой емкости, имеет большой потенциал для применения в литий-ионных аккумуляторах. Сольвотермический метод прост, удобен, экономичен и легко масштабируется, и поэтому широко используется для получения нанокристаллов. В этой работе Cu 2 SnS 3 Наночастицы получали сольвотермическим методом. Влияние высокотемпературного отжига на морфологию, кристаллическую структуру и электрохимические характеристики Cu 2 SnS 3 наноанод. Результаты экспериментов показывают, что высокотемпературный отжиг улучшает электрохимические характеристики Cu 2 . SnS 3 , что приводит к более высокой начальной кулоновской эффективности и улучшенным циклическим и скоростным характеристикам по сравнению с таковыми для исходного образца.

Введение

Литий-ионные батареи широко используются в электромобилях и портативных электронных устройствах, но они требуют дальнейшего улучшения таких параметров, как плотность энергии, срок службы, удельная мощность, безопасность и экологическая совместимость [1,2,3,4,5,6 , 7,8,9]. Плотность энергии является одним из наиболее важных параметров, поскольку она определяет длительный пробег электромобиля. Обычные литий-ионные батареи ограничены удельной емкостью коммерческого графитового анода (LiC 6 , 372 мАч г −1 ). Поэтому очень важно исследовать аноды с высокой удельной емкостью для повышения плотности энергии литий-ионных батарей. В этом отношении анодные материалы на основе Sn привлекли внимание благодаря своей высокой удельной емкости (Li 4.4 Sn, ~ 993 мАч г –1 ) [10,11,12,13,14]. Однако материалы демонстрируют плохую проводимость и большое объемное расширение (до 300%) [15,16,17], что приводит к низким скоростям и плохой стабильности при циклическом воздействии. Были изучены различные стратегии улучшения электрохимических свойств анодных материалов на основе Sn [18,19,20,21]. Инертные и неинертные элементы, вводимые для образования композиционных материалов на основе Sn, могут действовать как буферная матрица для объемного расширения, тем самым улучшая структурную стабильность и стабильность материала при циклическом воздействии. Инертные элементы, которые часто используются для формирования композитов на основе Sn, включают Ni, Co, Mn и Cu [22,23,24,25,26,27], а неинертные элементы включают Sb, Ge и тому подобное. [28,29,30]. Наномеризация электродных материалов может не только эффективно препятствовать изменению объема во время циклического переключения батареи и снимать внутреннее напряжение материала, тем самым улучшая его структурную стабильность, но также может увеличивать удельную площадь поверхности электрода, что способствует быстрым реакциям на границе раздела электродов. Кроме того, наномеризация может значительно уменьшить расстояние диффузии ионов лития в активном материале, что снижает явление поляризации электрода и улучшает быстродействие литий-ионного аккумулятора. Цай и Ли сообщили, что пористая гибридная наноструктура SnS-наностержни / углерод демонстрирует улучшенную обратимую емкость и характеристики циклирования [31]. Полые трехмерные композиты CoS @ PCP / CNT, построенные на основе пористых углеродных / углеродных нанотрубок, стабилизированных наночастицами сульфида кобальта, показали сверхвысокую обратимую емкость около 1668 мАч г -1 за 100 циклов и исключительно высокую производительность (1038, 979, 858 и 752 мАч g −1 при плотности тока 1, 2, 5 и 10 А · г −1 соответственно) [32]. Cu 2 SnS 3 , как модифицированный материал для анодов на основе Sn большой емкости, созданный путем введения инертной меди для образования сплава, имеет большой потенциал для применения в литий-ионных аккумуляторах [17, 33,34,35]. Cu 2 SnS 3 (CTS) наноструктурные материалы были успешно получены с помощью простого сольвотермического метода для натрий-ионных аккумуляторов. Отожженные электроды из CTS демонстрируют высокую начальную обратимую емкость 447,7 мАч г −1 . и хорошее сохранение емкости 200,6 мАч г −1 после 50 циклов при плотности тока 100 мА г −1 [36]. Фу и Ли использовали простой гидротермальный метод для получения Cu 2 SnS 3 Композит на основе восстановленного оксида графена (CTS / RGO) для натрий-ионных аккумуляторов. CTS / RGO демонстрирует высокую обратимую емкость 566,8 мА ч г −1 и поддерживает удельную емкость 339,8 мА ч г −1 после 100 циклов при постоянной плотности тока 100 мА г −1 [37]. Спеченные при высокой температуре сульфиды широко используются для улучшения электрохимических характеристик. Влияние процесса высокотемпературного отжига на электрохимические характеристики литий-ионных батарей из Cu 2 SnS 3 были исследованы в этой статье.

Сольвотермический метод прост, удобен, экономичен и легко масштабируется, и поэтому широко используется для получения нанокристаллов. В этой работе Cu 2 SnS 3 наночастицы для литий-ионных аккумуляторов были приготовлены здесь сольвотермическим методом. Кроме того, влияние высокотемпературного отжига на морфологию, кристаллическую структуру и электрохимические характеристики Cu 2 SnS 3 были изучены наноаноды.

Экспериментальный раздел

Подготовка материалов

CuCl 2 ⋅2H 2 О (99,9%), SnSO 4 (99,9%), порошок элементарной серы (99,9%) и безводный этилендиамин (99%) были приобретены у Chengdu Kelong Chemical Co.

Для синтеза Cu 2 SnS 3 наночастицы, CuCl 2 · 2H 2 O (0,682 г, 4 ммоль) и SnSO 4 (0,473 г, 2,2 ммоль) сначала растворяли в деионизированной воде при перемешивании магнитной мешалкой в ​​течение 20 мин. Полученную смесь загружали в автоклав с тефлоновым контейнером емкостью 25 мл, предварительно загруженным раствором порошка серы (0,290 г, 9 ммоль), суспендированного в безводном этилендиамине. Герметичный автоклав переносили в печь и нагревали от комнатной температуры до 200 ° C, выдерживали в течение 24 ч, затем охлаждали естественным образом до комнатной температуры. Полученный осадок несколько раз промывали деионизированной водой и собирали центрифугированием при 6000 об / мин в течение 3 минут для удаления побочных продуктов. Затем полученный осадок сушили в вакууме при 80 ° C в течение 10 ч перед использованием. Cu 2 SnS 3 наночастицы отжигали при 540 ° C в течение 40 мин в трубчатой ​​печи, которую вакуумировали и продували азотом при скорости потока 50–80 мл мин –1 под атмосферным давлением.

Характеристики материалов

Данные порошковой рентгеновской дифракции (XRD) получали с использованием Bruker D8 ADVANCE с источником излучения Cu-Kα (λ =1,5418 Å). Сканирующая электронная микроскопия (SEM) (Hitachi S3400) и просвечивающая электронная микроскопия (TEM) (Tecnai G2-F30-S-TWIN, FEI) использовались для исследования микроструктуры Cu 2 SnS 3 наночастицы. Состав образца анализировали с помощью энергодисперсионной рентгеновской (EDX) спектроскопии. Рентгеновские фотоэлектронные спектры (XPS) Cu 2 SnS 3 наночастицы были получены с помощью рентгеновского фотоэлектронного спектрометра (ESCALAB 250Xi, Thermo Scientific).

Аккумулятор в сборе и электрохимические измерения

Электрохимические характеристики Cu 2 SnS 3 Наночастицы были протестированы на плоских батареях типа CR2032 с использованием металлического Li в качестве противоэлектрода. Анод состоял из 80 мас.% Активного материала, 10 мас.% Супер-фосфора и 10 мас.% ПВДФ. Электролит - 1 М LiPF 6 . (EC:EMC:DEC =4:2:4, об.%). Cu 2 SnS 3 электроды перфорировали в кружки диаметром 12 мм. Массовая загрузка Cu 2 SnS 3 активное вещество - 2,65 мг / см 2 . Толщина литого Cu 2 SnS 3 анод ~ 30 мкм, что определяется микрометром. Циклическая вольтамперометрия (ЦВА) проводилась при 0,1 мВ с -1 . от 2,0 до 0,0 В с помощью потенциостата (VersaSTAT3F, Princeton Applied Research). Циклические и скоростные испытания проводились в автоматическом гальваностатическом зарядно-разрядном устройстве (система тестирования батарей CT-4800, Neware) между 0,05 и 2,0 В при комнатной температуре. Спектроскопию электрохимического импеданса проводили с использованием потенциостата (VersaSTAT3F, Princeton Applied Research) в диапазоне частот от 100 кГц до 0,1 Гц.

Результаты и обсуждение

На рисунке 1 показаны дифрактограммы Cu 2 . SnS 3 наночастицы. Пики дифракции для обоих образцов при 28,61 °, 33,13 °, 47,5 °, 56,31 °, 69,42 °, 76,65 ° и 88,44 ° могут быть отнесены к (112), (200), (220), (312), ( 400), (332) и (424) соответственно. Основные дифракционные пики свежеприготовленного и отожженного Cu 2 SnS 3 хорошо сочетаются с тетрагональной Cu 2 SnS 3 (JCPDS 89-4714) [38, 39, 42], и никаких вторичных фаз обнаружено не было, что подтверждает, что все продукты были фазово-чистыми с преимущественным ростом вдоль плоскости (112). После отжига при 540 ° C относительная интенсивность каждого основного дифракционного пика на рентгенограмме увеличилась, а полная ширина на полувысоте (FWHM) дифракционного пика (112) уменьшилась с 0,4 до 0,35, что указывает на то, что отжиг процесс увеличил кристалличность материала [40, 41].

Спектры XRD Cu 2 SnS 3 наночастицы

Как показано на СЭМ-изображениях на рис. 2а, е, исходный и отожженный Cu 2 SnS 3 присутствовали в форме сферических наночастиц, которые объединяются, образуя неправильные шарообразные агломераты. Неправильные сферические кластеры микронной формы, образованные первичными наночастицами, имеют преимущество, поскольку они увеличивают плотность уплотнения анода и тем самым увеличивают емкость батареи. Для дальнейшего анализа морфологии и размера частиц, а также детальной внутренней кристаллической структуры Cu 2 SnS 3 , Cu 2 SnS 3 Наночастицы далее наблюдали с помощью ПЭМ и ВРЭМ. Как показано на рис. 2c, g, размеры свежеприготовленного и отожженного Cu 2 SnS 3 размер частиц был приблизительно 25 и 41 нм, соответственно, и оба материала затем агрегировались в сферические частицы размером 1 мкм, как показано на фиг. 2b, f. На изображениях ПЭМВР, показанных на рис. 2d, h, четко видны полосы решетки, где полосы отожженного Cu 2 SnS 3 наночастицы (рис. 2h) более регулярны, чем в исходном образце. Это дополнительно доказало, что кристаллизация Cu 2 SnS 3 Наночастицы усиливали отжигом при 540 ° C. Быстрое преобразование Фурье (БПФ) ПЭМ высокого разрешения Cu 2 SnS 3 показан на кадре рис. 2г, з. Дифракционные картины материалов четко показаны в БПФ. Шаг решетки 0,301 нм близок к межплоскостному расстоянию плоскости (112) Cu 2 . SnS 3 . Таким образом, результаты ПЭМВР хорошо согласуются с результатами XRD (рис. 1).

а SEM, b , c ТЕА и d Изображения HRTEM исходного Cu 2 SnS 3 наночастицы; е SEM, f , г ТЕМ и ч Изображения HRTEM отожженной Cu 2 SnS 3 наночастицы

Чтобы исследовать распределение Cu 2 SnS 3 проведено энергодисперсионное рентгеновское (EDX) картирование. Картирование элементов изображения показывает четкие профили элементов Cu, Sn и S в композите (рис. 3). Результаты указывают на равномерное распределение элементов Cu, Sn и S в CTS. Данные EDX подтверждают, что соотношение элементов Cu:Sn:S для Cu 2 в исходном состоянии. SnS 3 равны 2:0,87:2,25. Однако соотношение элементов Cu:Sn:S =2:1,006:2,89 для отожженной Cu 2 SnS 3 примерно соответствуют стехиометрии.

Элементарное отображение EDX b Cu, c Sn и d S свежеприготовленного CTS; е Cu, г Sn и h S отожженного CTS

Валентные состояния и состав Cu 2 SnS 3 Наночастицы были дополнительно определены с помощью XPS. На рис. 4а, д показаны полные РФЭС-спектры свежеприготовленной и отожженной Cu 2 . SnS 3 наночастицы соответственно. Элементы Cu, Sn и S, а также C (C1 s , 285,08 эВ) и O (O1 s , 533.08 эВ), других примесных элементов не обнаружено; пики примесей C и O могут быть связаны с загрязнением окружающей среды [39, 42,43,44,45,46,47]. На рисунке 4b показан Cu2 p спектр на уровне ядра свежеприготовленного Cu 2 SnS 3 наночастицы. Энергии связи для Cu2 p 3/2 и Cu2 p 1/2 произошла при 931,9 и 951,9 эВ, соответственно, что согласуется со значениями Cu + сообщается в литературе [45, 47]; напротив, Cu 2+ пик при 942 эВ не наблюдался [48]. Энергии связи Sn3 d 5/2 и Sn3 d 3/2 для свежеприготовленного Cu 2 SnS 3 наночастицы находились при 486,4 и 494,8 эВ, соответственно, что соответствует Sn 4+ значения, указанные в литературе [45,46,47]. На рисунке 4f показан Cu2 p Спектр сердцевинного уровня отожженной Cu 2 SnS 3 наночастицы; энергии связи для Cu2 p 3/2 и Cu2 p 1/2 произошла при 932,8 и 952,7 эВ, соответственно, что также согласуется со значениями, приведенными в литературе [39, 46]. Энергии связи Sn3 d 5/2 и Sn3 d 3/2 для отожженной Cu 2 SnS 3 наночастицы находились при 486,9 и 495,3 эВ (рис. 4g), соответственно, что подтверждает присутствие Sn 4+ [38, 39]. Энергии связи S2 p 3/2 и S2 p 1/2 как для исходного, так и для отожженного Cu 2 SnS 3 нанокристаллы составили 161,8 и 162,98 эВ, соответственно, что указывает на присутствие S. Эти значения согласуются с данными, приведенными в литературе, что свидетельствует о существовании S 2- [43,44,45,46,47]. Следовательно, результаты РФЭС показывают, что элементы Cu, Sn и S в исходной и отожженной Cu 2 SnS 3 наночастицы присутствуют в ионных состояниях Cu + , Sn 4+ , и S 2− , соответственно. Процесс отжига увеличивает кристалличность Cu 2 . SnS 3 частиц и увеличивает размер частиц. Это явление может вызвать изменения в электронном облаке вокруг катионов и увеличить энергию связи Cu и Sn.

XPS-профили Cu 2 в исходном состоянии SnS 3 наночастицы: а типичный обзорный спектр, b Cu2 p базовый уровень, c Sn3 d базовый уровень и d S2 p базовый уровень. XPS-спектры отожженной Cu 2 SnS 3 нанокристаллы: e типичный обзорный спектр, f Cu2 p базовый уровень, г Sn3 d базовый уровень и h S2 p базовый уровень

На рисунке 5 показаны полученные графики CV для Cu 2 . SnS 3 из первых двух циклов сканировалось от 2 до 0 В со скоростью 0,1 мВ с –1 . Согласно рис. 5а, во время первого процесса интеркаляции лития, свежеприготовленный Cu 2 SnS 3 наночастицы показали большие пики восстановления примерно при 1,09, валентные состояния Cu + , Sn 2+ меняется на Cu, Sn. Большие пики восстановления при примерно 1,62 В являются пиками восстановления H 2 O, и пик тока постепенно исчезал во втором цикле. В процессе делитирования пик тока окисления появляется при 0,62 В, что соответствует формуле (1), Sn с ионами Li с образованием Li x Sn, а во втором цикле пик тока практически не изменился. Как показано на рис. 5b, во время первого процесса интеркаляции лития Cu 2 SnS 3 наночастицы, отожженные при 540 ° C, показали большой пик восстановления около 1,1 В, соответствующий формуле (1) [33], где Cu 2 SnS 3 был восстановлен до Cu и Sn, а пик тока постепенно увеличивался до 1,59 В во время второго цикла. Горбинка ниже 0,5 В соответствует превращению Sn в Li x Sn согласно формуле (2) [33]. В процессе делитирования пики тока окисления имели место при 0,59 и 1,94 В, и по мере увеличения количества циклов пик тока оставался в основном неизменным. Анодный пик примерно при 0,59 В относится к Li x Сплав Sn, образующий Sn, и пик при 1,94 В соответствует обратной реакции формулы (1) [33]. Необратимая потеря емкости, которая возникает из-за образования частично аморфного Li 2 S, необратимо потребляя Li, вызывает изменения потенциала и пиковой силы тока между первым и вторым циклами [17]. Для сравнения, обработка отжигом улучшила обратимость циклирования Cu 2 SnS 3 наноаноды.

$$ {\ text {Cu}} _ {2} {\ text {SnS}} _ {3} + 6 {\ text {Li}} ^ {+} + 6 {\ text {e}} ^ {-} \ leftrightarrow 2 {\ text {Cu}} + {\ text {Sn}} + 3 {\ text {Li}} _ {2} {\ text {S}} $$ (1) $$ {\ text {Sn }} + x {\ text {Li}} ^ {+} + x {\ text {e}} ^ {-} \ leftrightarrow 4 {\ text {Li}} _ {x} {\ text {Sn}} \ quad \ left ({0 \, \ le x \ le \, 4.4} \ right) $$ (2)

Графики CV первых двух циклов сканирования между 0 и 2 В со скоростью 0,1 мВ с –1 : а как подготовлено и б отожженный при 540 ° C

Чтобы полностью понять процесс заряда-разряда, рентгеновская дифрактометрия ex situ на Cu 2 SnS 3 выполняли на электродах после разрядки и зарядки при выбранных напряжениях, как показано на рис. 6. Круглые элементы разряжались / заряжались до различных напряжений, а затем уравновешивались в течение 6 часов. Затем ячейки были разобраны внутри перчаточного ящика, и Cu 2 SnS 3 Композитные электроды промывали растворителем ДЭК для удаления электролита. После первого разряда до 1,5 В кристаллическая структура не разрушается при 1,5 В, как видно из рис. 6б, а основные дифракционные пики Cu 2 SnS 3 композитные электроды хорошо сочетаются с электродами из тетрагональной Cu 2 SnS 3 (JCPDS 89-4714), и никаких вторичных фаз обнаружено не было. После первого разряда до 0,05 В, рис. 6в, пики отражения Cu 2 SnS 3 полностью исчезли и пики Cu стали сильнее, а пики Li 2 Sn 5 появившийся. Такие явления можно объяснить разложением ХТЗ на наночастицы Cu и Sn, Sn-образующий Li x Sn. Обратимый процесс произошел при зарядке до 2 В, что привело к восстановлению фаз CTS и образованию Cu 4 SnS 4 .

Ex situ дифрактограммы электрода; а как подготовлено; б сначала разряжается до 1,5 В; c сначала разряжается до 0,05 В; г второй заряжен до 2 В

На рисунке 7 показаны графики Найквиста для Cu 2 SnS 3 электроды при OCV, после 2 циклов при 100 мА г -1 (0–2 В). На графиках Найквиста Cu 2 SnS 3 электроды на OCV (рис. 7a, b), полукруг в высокочастотной области соответствует сопротивлению переноса заряда R ct а прямая наклонная линия в области низких частот приписывается Li + диффузионный процесс в объемном Zw [18, 49]. R ct отожженной Cu 2 SnS 3 электрод меньше, чем у оригинального электрода. На графиках Найквиста Cu 2 SnS 3 электродов после 2 циклов (рис. 7c, d) полукруг в высокочастотной области приписывается сопротивлению Li + диффузия через поверхностную пленку R sei полукруг в области средних частот соответствует сопротивлению переноса заряда R ct , прямая наклонная линия в области низких частот приписывается Li + диффузионный процесс в объеме Zw. Экспериментальные данные смоделированы с помощью программного обеспечения ZView, которые получены в соответствии с эквивалентной схемой, и значения перечислены в таблице 1. Мы можем обнаружить, что нет значимой разницы в сопротивлении Ом (R s ) между исходной и отожженной Cu 2 SnS 3 . Однако R sei и R ct значения отожженной меди 2 SnS 3 намного меньше, чем у Cu 2 в исходном состоянии SnS 3 . В частности, R ct исходного образца составляет 162,4 Ом при OCV и резко увеличивается до 206,6 Ом после 2 циклов. Напротив, R ct отожженного образца составляет 39,7 Ом при OCV и резко уменьшается до 25,9 Ом после 2 циклов. Процесс отжига может подавить слой SEI и сопротивление переносу заряда, тем самым облегчая перенос заряда и ионную проводимость. Как следствие, электрохимические характеристики отожженного Cu 2 SnS 3 улучшено.

Графики Найквиста для свежеприготовленной и отожженной Cu 2 SnS 3 электроды при OCV, после 2 циклов при 100 мА г -1 (0–2 В)

Как показано на СЭМ-изображениях на рис. 8a, b, после 5 циклов форма отожженного Cu 2 SnS 3 не был изменен, демонстрируя сферические наночастицы, которые объединяются с образованием неправильных сферических агломератов. Картирование элементов изображения показывает четкие профили элементов Cu, Sn и S в композите (рис. 8d – f, h – j). Результаты показывают равномерное распределение элементов Cu, Sn и S в отожженном электроде из CTS после 5 циклов.

СЭМ-изображения отожженной Cu 2 SnS 3 наночастицы: а в OCV, b после 5 циклов. Элементарное отображение EDX d Cu, e Sn и f S отожженного электрода из CTS при OCV, ч Cu, i Sn и j S отожженного электрода из CTS после 5 циклов

Кривые гальваностатического заряда-разряда исходного и отожженного Cu 2 SnS 3 электроды (рис. 9а, б) регистрировали при 100 мА г –1 в диапазоне потенциалов от 2 до 0 В (по сравнению с Li / Li + ). Начальные разрядные емкости 654 и 809 мА г –1 соответствуют начальным кулоновским КПД 42% и 53% соответственно. Утрата необратимой емкости может быть связана с образованием пленки SEI и Li 2 S. Очевидно, что обработка отжигом улучшила разрядную емкость и начальную кулоновскую эффективность Cu 2 SnS 3 электрод.

Кривые заряда – разряда Cu 2 SnS 3 электроды (100 мА г −1 ): а как подготовлено и б отожженный при 540 ° C и c производительность при езде на велосипеде (100 мА г −1 ); г возможность оценки исходной и отожженной Cu 2 SnS 3 электроды при различной плотности тока (от 100 до 400 мА г -1 )

Циклические характеристики свежеприготовленного и отожженного Cu 2 SnS 3 электроды на 100 циклов при постоянном 100 мА g –1 показан на рис. 9c. Понятно, что удельная разрядная емкость отожженного Cu 2 SnS 3 электрод в целом превосходит электрод предварительно приготовленного. Емкость отожженной Cu 2 SnS 3 электрода после 50 циклов составляет 187,7 мАч г −1 , что больше, чем у оригинального электрода (75,2 мАч г −1 ). Сохранение емкости отожженных композитов почти равно или лучше, чем у полых микросфер Cu 2 SnS 3 и Cu 2 SnS 3 нанолисты [34, 50]. Но сохранение емкости намного ниже, чем у Cu 2 SnS 3 / RGO композит (561 мАч г −1 после 100 циклов) [33]. Доказано, что процесс отжига улучшает характеристики цикла Cu 2 . SnS 3 , но в последующих исследованиях необходимо комбинировать с другими методами модификации для дальнейшего улучшения его производительности.

Как показано на рис. 9d, свежеприготовленный Cu 2 SnS 3 ячейки показали максимальную разрядную емкость примерно 222, 78, 40 и 14 мАч г –1 при 100, 200, 300 и 400 мА g –1 соответственно с коэффициентом сохранения разрядной емкости всего 6%. Напротив, удельные емкости разряда отожженного Cu 2 SnS 3 батареи были 396, 221, 153 и 106 мАч g –1 при 100, 200, 300 и 400 мА g –1 скорости разряда, соответственно, с коэффициентом сохранения разрядной емкости 26,8%. Очевидно, что обработка отжигом увеличила кристалличность Cu 2 . SnS 3 и привел к более стабильной кристаллической структуре. Cu 2 SnS 3 является поликристаллическим и, следовательно, содержит много границ зерен. Во время процесса заряда-разряда механическое напряжение, вызванное объемным расширением внутренних частиц, может быть нейтрализовано за счет скольжения границ зерен, тем самым уменьшая растрескивание и измельчение материала и стабилизируя структуру электрода. Это полезно для улучшения циклической стабильности и скоростных характеристик нано-Cu 2 SnS 3 анод.

Заключение

Cu 2 SnS 3 как модифицированный материал для анодов на основе Sn большой емкости, созданный путем введения инертной меди для образования сплава, имеет большой потенциал для применения в литий-ионных аккумуляторах. Отжиг при 540 ° C увеличивает кристалличность Cu 2 . SnS 3 наночастиц и приводит к более стабильной кристаллической структуре. Обработка высокотемпературным отжигом улучшает электрохимические характеристики Cu 2 . SnS 3 , что приводит к более высокой начальной кулоновской эффективности и улучшенным циклическим и скоростным характеристикам по сравнению с таковыми для исходного образца.

Доступность данных и материалов

Авторы заявляют, что материалы и данные незамедлительно доступны читателям без чрезмерных квалификаций в соглашениях о передаче материалов. Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту статью.

Сокращения

PVDF:

Поли (винилиденфторид)

HRTEM:

Просвечивающий электронный микроскоп высокого разрешения

EC:

Этиленкарбонат

EMC:

Этилметилкарбонат

DEC:

Диэтилкарбонат

Резюме:

Циклическая вольтамперометрия

XPS:

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

SEM:

Сканирующий электронный микроскоп

EDX:

Энергодисперсионный рентгеновский снимок

OCV:

Напряжение холостого хода

FWHM:

Полная ширина на полувысоте

XRD:

Рентгеновская дифракция


Наноматериалы

  1. Графен заменяет наноматериалы
  2. Полупроводниковые наночастицы
  3. СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАТОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ LiNi0.5Mn1.5O4 с легированием композитов Cr3 + и F− для литий-…
  4. Эффекты взаимодействия в сборке магнитных наночастиц
  5. Парамагнитные свойства фуллереновых наноматериалов и их полимерных композитов:эффект резкого откачивания
  6. Влияние толщины бислоя на морфологические, оптические и электрические свойства наноламинатов Al2O3 / ZnO
  7. Влияние различных связующих на электрохимические характеристики металлооксидного анода для литий-ионных ба…
  8. Сравнительное исследование электрохимических, биомедицинских и тепловых свойств природных и синтетических…
  9. Оценка свойств доставки генов в антимикробные, апоптотические и раковые клетки для белковых наночастиц золо…
  10. С# — Свойства