隨著中國對多元化儲能的需求和雙碳目標的提出，開發(fā)新能源儲能材料迫在眉睫，鈉離子電池因其資源豐富且分布均勻等特點而備受人們的關注。其中，SnO2具有較高的理論容量、較低的電位平臺和優(yōu)良的安全性能，被認為是最有前途的鈉離子電池負極材料之一。然而，它卻面臨著導電率較低和容量衰減較嚴重等一系列問題?？朔鲜鰡栴}的關鍵是如何在抑制負極材料的體積效應的同時提高其電導率。本工作旨在通過構建p-n異質結構和氧化石墨烯(GO)改性，改善SnO2導電率低、體積膨脹率高的問題。具有p-n異質結構的SnS-SnO2@GO通過其內部電場促進電荷轉移和電化學可逆性來提高電導率。隨后，采用GO作為SnS-SnO2的導電襯底和保護膜，保護材料不與電解質直接接觸，緩解材料體積膨脹，保證循環(huán)穩(wěn)定性。同時，利用第一性原理對SnS、SnO2、SnS-SnO2和SnS-SnO2@GO的能帶結構和電荷態(tài)密度進行了模擬計算，并在相應的實際實驗中進行了進一步的驗證。
綜合分析實驗和計算結果，SnS-SnO2@GO復合材料可以通過特殊的p-n異質結構和GO從而擁有優(yōu)異的電化學性能。SnS-SnO2@GO復合材料擁有較為優(yōu)異的導電性能(Rct=36.23 Ω)，遠低于SnO2 (Rct=341.9 Ω)和SnS (Rct=240.7 Ω)，具有較高的初始庫侖效率(65.71%)。值得注意的是，氧化石墨烯（GO）可以有效地緩解了負極材料的體積膨脹，在循環(huán)100次后，SnS-SnO2@GO的容量依舊可以維持在384.7 mAh·g-1。本工作有望為結合異質結構和氧化石墨烯改性改善鈉離子電池負極材料的電荷轉移動力學和循環(huán)穩(wěn)定性提供一個有前景的方向，也為開發(fā)鈉離子電池負極材料提供一種具有參考價值的策略。 論文信息 SnS?SnO2 Heterostructures Anchored on GO as a High-Performance Anode for Sodium Ion Battery Prof. Qian Li, Fuyuan Yu, Prof. Yaru Cui, Prof. Juan Wang, Yan Zhao, Prof. Jianhong Peng Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202300009
