充电机充电高储锂电池性能的Cu-Sn-S自组装纳米管解决方案
2017-9-23 10:33:44 点击：
【布景介绍】
Cu-Sn-S（CTS）是一种环境友好和储量丰厚的新式充电机充电太阳能蓄电池资料，一起具有较高的充电机充电储锂电池理论容量、较大的层距离和通道尺度，使其有望成为下一代充电机充电锂电池的高功能电极资料。目前报导的CTS电极资料大部分为颗粒状且具有较大的体积胀大，然后导致显着的容量衰减现象。如果可以结构合理的纳米资料，结合含有不同物相组成的核壳结构，将有望大大提高其电化学功能。
【效果简介】
近来，德州大学奥斯汀分校的Mullins教授和Henkelman教授、厦门大学的郭航教授（一起通讯）和联培博士生林杰（第一作者）等人在ACS Nano上宣布题为“Self-Assembled Cu−Sn−S Nanotubes with High (De)Lithiation Performance”的文章。该作业提出一种无添加剂的凝胶-溶剂热法，制得自拼装的CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒，经过多种资料表征技能发现该纳米管具有Cu3-4SnS4@Cu2SnS3的多相核壳结构，并经过密度泛函理论（DFT）核算对比不同物相的体积改变、锂化曲线和构成焓，证明该核壳结构可有效缓解锂化时的体积胀大，然后表现出优异的电化学功能（200次循环后可逆容量仍保持在774mAh/g）和较高的初始库伦功率（82.5%）。此外，还使用DFT核算三种不同物相在不同锂化阶段时的原子结构改变，结合精修后的原子模型，提出单分子可嵌入18摩尔锂的Li-Cu-Sn-S固溶体反响。
【图文导读】
CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的描摹
（a, b）合作物纳米管模板和所制得的CTS纳米管
（c, d）合作物次纳米管模板和所制得的CTS次纳米管
（e, f）制得的CTS纳米颗粒和CTS纳米管的中空截面图
CTS纳米管的结构表征
（a）CTS纳米管的透射电镜图以及表里区域的选区电子衍射图
（b）CTS纳米管的表面高分辩透射电镜图
（c-f）CTS纳米管的扫描透射电镜元素分布图
CTS物相的密度泛函理论核算
（a）三种CTS物相锂化时的体积改变率
（b）三种CTS物相的理论锂化曲线
（c）三种CTS物相锂化时的构成能凸包剖析
（d-f）三种CTS物相在不同锂化阶段时的原子结构改变
图：CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的电化学功能
（a）CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的循环功能及其库伦功率
（b）CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的倍率功能及其充放电容量
【小结】
本作业提出的合作物模板及其自拼装办法可用于制备相似的Cu基硫化物纳米管，并用于储能或其他领域。密度泛函理论的核算结果为Cu-Sn-S资料的储能使用供给了理论依据，而该核壳结构及其剖析、核算办法也为开发其他新式多元资料供给了立异性思路。
Cu-Sn-S（CTS）是一种环境友好和储量丰厚的新式充电机充电太阳能蓄电池资料，一起具有较高的充电机充电储锂电池理论容量、较大的层距离和通道尺度，使其有望成为下一代充电机充电锂电池的高功能电极资料。目前报导的CTS电极资料大部分为颗粒状且具有较大的体积胀大，然后导致显着的容量衰减现象。如果可以结构合理的纳米资料，结合含有不同物相组成的核壳结构，将有望大大提高其电化学功能。
【效果简介】
近来，德州大学奥斯汀分校的Mullins教授和Henkelman教授、厦门大学的郭航教授（一起通讯）和联培博士生林杰（第一作者）等人在ACS Nano上宣布题为“Self-Assembled Cu−Sn−S Nanotubes with High (De)Lithiation Performance”的文章。该作业提出一种无添加剂的凝胶-溶剂热法，制得自拼装的CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒，经过多种资料表征技能发现该纳米管具有Cu3-4SnS4@Cu2SnS3的多相核壳结构，并经过密度泛函理论（DFT）核算对比不同物相的体积改变、锂化曲线和构成焓，证明该核壳结构可有效缓解锂化时的体积胀大，然后表现出优异的电化学功能（200次循环后可逆容量仍保持在774mAh/g）和较高的初始库伦功率（82.5%）。此外，还使用DFT核算三种不同物相在不同锂化阶段时的原子结构改变，结合精修后的原子模型，提出单分子可嵌入18摩尔锂的Li-Cu-Sn-S固溶体反响。
【图文导读】
CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的描摹
（a, b）合作物纳米管模板和所制得的CTS纳米管
（c, d）合作物次纳米管模板和所制得的CTS次纳米管
（e, f）制得的CTS纳米颗粒和CTS纳米管的中空截面图
CTS纳米管的结构表征
（a）CTS纳米管的透射电镜图以及表里区域的选区电子衍射图
（b）CTS纳米管的表面高分辩透射电镜图
（c-f）CTS纳米管的扫描透射电镜元素分布图
CTS物相的密度泛函理论核算
（a）三种CTS物相锂化时的体积改变率
（b）三种CTS物相的理论锂化曲线
（c）三种CTS物相锂化时的构成能凸包剖析
（d-f）三种CTS物相在不同锂化阶段时的原子结构改变
图：CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的电化学功能
（a）CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的循环功能及其库伦功率
（b）CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒的倍率功能及其充放电容量
【小结】
本作业提出的合作物模板及其自拼装办法可用于制备相似的Cu基硫化物纳米管，并用于储能或其他领域。密度泛函理论的核算结果为Cu-Sn-S资料的储能使用供给了理论依据，而该核壳结构及其剖析、核算办法也为开发其他新式多元资料供给了立异性思路。
- 上一篇：共享单车充电机充电蓄电池供电系统解决方案 2017/9/23
- 下一篇：充电机充电全聚合物太阳能电池性能的影响的低聚聚苯乙烯材料侧链 2017/9/23