內(nèi)容簡(jiǎn)述：

近日，《膠體與界面科學(xué)》（J Colloid Inte Sci）發(fā)表了beat365肖圍教授課題組的最新研究成果，報(bào)道了靜電紡絲法制備Sn/C纖維復(fù)合負(fù)極材料的新策略。該研究采用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合熱處理工藝，利用TiO₂納米顆粒精心構(gòu)筑了完整的納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，成功將SnSb合金顆粒均勻封裝在導(dǎo)電互連的碳納米纖維（CNFs）中，獲得了電化學(xué)性能優(yōu)異的鋰離子電池復(fù)合負(fù)極材料。

論文題目為“Electrospinning fabrication of Sb-SnSb/TiO₂@CNFs composite nanofibers as high-performance anodes for lithium-ion batteries”，博士研究生辛玉為論文第一作者，肖圍教授為論文通訊作者。

鋰離子電池作為一種高效的儲(chǔ)能裝置，以其高功率密度、長(zhǎng)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車領(lǐng)域。然而，鋰離子電池目前在電動(dòng)汽車的續(xù)航里程和便攜式電子產(chǎn)品的使用壽命方面面臨著嚴(yán)重的困境。為了滿足迫切的需求，有必要研究下一代負(fù)極材料，SnSb合金材料由于其高理論容量、高堆積密度和安全的熱力學(xué)特性，已被預(yù)測(cè)為替代商業(yè)石墨負(fù)極的最有前途的候選材料之一。但是SnSb合金在充放電過(guò)程中伴隨著巨大的體積膨脹（約為260%），導(dǎo)致電極活性物質(zhì)粉碎、團(tuán)聚，從而造成電極儲(chǔ)鋰比容量迅速衰減。因此，如何緩解SnSb合金顆粒體積變化、增強(qiáng)復(fù)合電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、提高材料儲(chǔ)鋰容量依然具有挑戰(zhàn)性。

基于此，肖圍教授課題組通過(guò)靜電紡絲技術(shù)將SnSb合金、TiO₂納米顆粒均勻封裝在導(dǎo)電互連的CNFs基體中，制備出Sb-SnSb/TiO₂@CNFs復(fù)合負(fù)極材料。較高電子導(dǎo)電性的一維CNFs骨架有效地緩解了SnSb合金顆粒的體積膨脹效應(yīng)，維持了材料的結(jié)構(gòu)完整性。當(dāng)TiO₂用量被精準(zhǔn)控制在2 mmol時(shí)，Sb-SnSb/TiO₂@CNFs-2復(fù)合電極在100 mA/g下可提供1146.6 mAh/g的初始放電比容量，100次循環(huán)后其可逆放電比容量為580.4 mAh/g，此外，贗電容貢獻(xiàn)優(yōu)勢(shì)明顯，0.8 mV/s時(shí)贗電容貢獻(xiàn)率為66.89%。該工作為靜電紡絲法制備Sn/C纖維復(fù)合負(fù)極材料的實(shí)用性和進(jìn)一步發(fā)展提供了新的參考、開(kāi)辟了新的維度。

      該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省杰出青年基金、湖北省青年拔尖人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目的支持。

圖文摘要：

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.10.112