第35卷第6期大学物理实验Vol．35No．62022年12月PHYSICALEXPEＲIMENTOFCOLLEGEDec．2022收稿日期:2022-08-18文章编号:1007-2934(2022)06-0067-05Sn/SnOx/C复合纳米材料作为钠离子电池负极材料的研究徐丽红(东北大学理学院，辽宁沈阳110819)摘要:锡由于其低电位和高储钠理论容量以及绿色无毒的优点被认为是最有前途钠离子电池负极材料之一。但锡在嵌/脱钠的过程中会发生巨大体积膨胀，电极材料结构受到破坏，从而导致电池的容量和循环稳定性等电化学性能下降。本文提出了使用简单的一步水热法合成法制备锡及其氧化物和碳复合纳米材料(Sn/SnOx/C)。该结构由被封装在连续碳薄层的纳米球组成，纳米结构可以缩短Na+传输距离，碳网络除了可以有效提高材料导电性这外，还能减缓材料在脱/嵌钠过程的体积膨胀。电化学测试结果表明这种材料在0．15C的电流下可逆容量约为372mAhg－1，在经过50个循环之后为344mAhg－1，容量保持率约为92．2%，表现出良好的循环稳定性和电化学稳定性。关键词:锡;钠离子电池;复合纳米材料;电化学性能中图分类号:O4-34文献标志码:ADOI:10．14139/j．cnki．cn22-1228．2022．06．0141研究背景2022年6月1日，发改委等九部门发布《“十四五”可再生能源发展规划》。《规划》指出，加强前瞻性研究，加快可再生能源前沿性、颠覆性开发利用技术攻关。研发储备钠离子电池、液态金属电池、固态锂离子电池、金属空气电池、锂硫电池等高能量密度储能技术，加快大容量、高密度、高安全、低成本新型储能装置研制。尤其是锂离子电池(LIBs)，自1991年日本Sony公司开发出来之后，便迅速实现了商业化。但是，由于全球锂资源储量低、价格昂贵，锂离子电池将难以满足人类持续的大规模需求［1］。Na与Li是同一主族元素，具有与Li十分相似的物理化学性质，特别是，Na来源广泛，价格低廉，所以很有希望作为未来锂离子电池的良好替代品［2，3］。然而，由于钠离子的半径(1．02埃)大于锂离子的半径(0．76埃)，导致钠离子在电极材料上嵌入/脱嵌会更加困难，而且在嵌/脱过程会导致材料的体积变化，多次之后可能导致电极材料的几何结构溃塌，循环寿命短等不足的电化学性能和低循环能力限制了它们的实际应用［4，5］。因此，开发高性能负极材料，仍然是SIBs实际应用所必需的一项紧迫任务。锡和锡基氧化物因其高理论容量、环境友好和低成本而被认为是一种很有前途的负极材料［6］。然而，在钠离子嵌入和脱嵌的时候，该材料将会有巨大的体积膨胀(约520%)，其结构...
