编号：CYYJ02614
篇名：中空核壳型锑碳材料的钠化过程观测与高效率储钠
作者：杨旭明 祝远民 吴多杰 刘坤 赵海燕 李梦浩 常智 谷猛
关键词： 负极材料 电池测试 库伦效率 钠离子 碳材料 膨胀过程 氧化锑 体积膨胀
机构： Department of Materials Science and Engineering Energy Technology Research Institute
摘要： 锑因其高容量、低电压等优点成为备受关注的钠离子电池负极材料,但钠化过程中巨大的体积膨胀使其难以实现稳定的循环.本文提出了一个氧化-包覆-还原的策略,将不适合直接用作负极的商业化锑粉加工成中空核壳型棒状锑碳复合材料.氧化锑受热升华还原的过程中,在碳层上形成了密集分布的锑单原子.利用原位环境电镜,将该材料构建成微观纳米电池,实现了钠化过程的实时观测.发现锑在钠化过程中发生不规则膨胀,碳层可随锑膨胀产生相应变形.碳层内部的原有空间以及碳层向外扩张的能力,均有利于维持碳层对锑在钠化膨胀过程中的包覆效果.在电池测试中,该材料在0.1 C下的可逆比容量超过620 mA h g−1,首圈的库伦效率高达84.9%(显著高于文献报道的水平),以及在1 V vs.Na+/Na的电位以下可完成95%的充电容量.该材料优异的电池性能说明中空核壳型结构设计可用于开发实用型锑基钠电负极材料.
