纳米氧化锡负极材料锂化反应机理的原位透射电镜研究

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熊雨薇, 尹奎波, 文一峰, 辛磊, 姚利兵, 朱重阳, 孙立涛. 2019: 纳米氧化锡负极材料锂化反应机理的原位透射电镜研究, 物理学报, 68(15): 169-175. doi: 10.7498/aps.68.20190431
引用本文: 熊雨薇, 尹奎波, 文一峰, 辛磊, 姚利兵, 朱重阳, 孙立涛. 2019: 纳米氧化锡负极材料锂化反应机理的原位透射电镜研究, 物理学报, 68(15): 169-175. doi: 10.7498/aps.68.20190431
Xiong Yu-Wei, Yin Kui-Bo, Wen Yi-Feng, Xin Lei, Yao Li-Bing, Zhu Chong-Yang, Sun Li-Tao. 2019: In situ observation of lithiation mechanism of SnO2 nanoparticles, Acta Physica Sinica, 68(15): 169-175. doi: 10.7498/aps.68.20190431
Citation: Xiong Yu-Wei, Yin Kui-Bo, Wen Yi-Feng, Xin Lei, Yao Li-Bing, Zhu Chong-Yang, Sun Li-Tao. 2019: In situ observation of lithiation mechanism of SnO2 nanoparticles, Acta Physica Sinica, 68(15): 169-175. doi: 10.7498/aps.68.20190431

纳米氧化锡负极材料锂化反应机理的原位透射电镜研究

In situ observation of lithiation mechanism of SnO2 nanoparticles

  • 摘要:

    二氧化锡(SnO2)材料因具有储量丰富、理论容量高、嵌脱锂电位安全等一系列优点,在锂离子电池负极材料研究中受到广泛关注.然而,SnO2纳米材料在锂化反应过程中的机理,尤其是第一步转化反应是否可逆尚存在争议.本文利用常规水热法成功制备了平均粒径为4.4 nm的SnO2纳米颗粒,并在透射电子显微镜中构建了微型锂离子电池原型器件,对SnO2纳米颗粒在充放电过程中的微观形貌和物相演变进行原位表征.实验结果表明,SnO2纳米颗粒在嵌锂过程中率先生成了纳米尺寸的中间相Sn,随后发生了合金化反应转变为Li22Sn5相.脱锂反应后,Li22Sn5相转变为SnO2.分析认为,纳米晶界阻碍了Sn颗粒的聚集长大,使得Sn和Li2O能够充分接触,进而使脱锂反应能够完全进行,生成SnO2.研究结果对于如何提高SnO2基电极材料可逆比容量和循环性能具有一定的指导意义.

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出版历程
  • 刊出日期:  2019-08-05

纳米氧化锡负极材料锂化反应机理的原位透射电镜研究

  • 东南大学, 微电子机械系统教育部重点实验室, SEU-FEI 纳皮米中心, 南京 210096

摘要: 

二氧化锡(SnO2)材料因具有储量丰富、理论容量高、嵌脱锂电位安全等一系列优点,在锂离子电池负极材料研究中受到广泛关注.然而,SnO2纳米材料在锂化反应过程中的机理,尤其是第一步转化反应是否可逆尚存在争议.本文利用常规水热法成功制备了平均粒径为4.4 nm的SnO2纳米颗粒,并在透射电子显微镜中构建了微型锂离子电池原型器件,对SnO2纳米颗粒在充放电过程中的微观形貌和物相演变进行原位表征.实验结果表明,SnO2纳米颗粒在嵌锂过程中率先生成了纳米尺寸的中间相Sn,随后发生了合金化反应转变为Li22Sn5相.脱锂反应后,Li22Sn5相转变为SnO2.分析认为,纳米晶界阻碍了Sn颗粒的聚集长大,使得Sn和Li2O能够充分接触,进而使脱锂反应能够完全进行,生成SnO2.研究结果对于如何提高SnO2基电极材料可逆比容量和循环性能具有一定的指导意义.

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