Ni-Sn合金量子点镶嵌在多孔纳米碳片复合物的合成及其优异的储钠性能

摘要

锡基合金负极材料由于其在储钠过程中拥有高的比容量和低工作电压而备受瞩目,但其在嵌钠/脱钠过程中却易造成原子体积膨胀,从而引起电极材料在储钠时的容量衰减.为了解决这些问题,利用简单的模板法制备出了Ni-Sn合金量子点镶嵌在多孔纳米碳片的复合物(Ni-Sn@PNC),并对比了Ni-Sn的常见两种合金Ni3 Sn4@PNC、Ni3 Sn2@PNC和PNC的形貌结构和电化学性能.当它们作为负极材料应用到储钠研究时,Ni3 Sn4@PNC表现出明高的容量(在100 mA/g的电流密度下进行100圈充放电循环后比容量保持232.7 mAh/g)和出色的循环稳定性(在400 mA/g电流下循环1000圈后具有高达81.6％的容量保持率);PNC拥有较好的倍率性能,而Ni3 Sn2@PNC却表现出较差的性能.研究结果表明,Ni3 Sn4作为Ni-Sn合金负极材料的首选,可以利用材料纳米化和多孔纳米碳复合来实现优异的电化学性能.为抑制Sn、Sb和Bi等负极材料在储钠过程中的体积膨胀和性能提升指明了可行的方向.