中科院化学所成功研制出新型高性能锂离子电池负极材料

Sn@C纳微复合结构：

（a）透射电镜照片

（b）充放电前后结构示意图
 

金属锡和锂可以生成Li4.4Sn合金，具有很高的理论比容量(992mAh/g)，长期以来得到电池电极材料研究者的极大关注。然而，Li与Sn形成合金时，伴随有巨大的体积膨胀，因此循环性能较差，限制了其实际应用。最近，该课题组通过设计预留空腔的电极结构，提供了一种简易的解决方案，成功地把Sn纳米颗粒填充到d性的碳空心球中，设计合成出具有特殊纳微结构的Sn@C复合材料。该Sn@C纳微复合结构中含有一定体积的空腔，使得嵌Li体积膨胀后的Li4.4Sn合金也可以被容纳在C空心球中，从而消除了Li插入/脱出过程中产生的应力，极大地改善了电极材料的循环性能。电池测试结果表明，100次充放电循环后，该复合材料仍具有高达550mAh/g的比容量，为目前广泛使用的石墨负极材料理论比容量(372mAh/g)的1.5倍，是一种很有前途的高容量锂离子电池负极材料。