充電機充電高儲鋰電池性能的Cu-Sn-S自組裝納米管解決方案
2017-9-23 10:33:44??????點擊：
【布景介紹】
Cu-Sn-S（CTS）是一種環境友好和儲量豐厚的新式充電機充電太陽能蓄電池資料，一起具有較高的充電機充電儲鋰電池理論容量、較大的層距離和通道尺度，使其有望成為下一代充電機充電鋰電池的高功能電極資料。目前報導的CTS電極資料大部分為顆粒狀且具有較大的體積脹大，然后導致顯著的容量衰減現象。如果可以結構合理的納米資料，結合含有不同物相組成的核殼結構，將有望大大提高其電化學功能。
【效果簡介】
近來，德州大學奧斯汀分校的Mullins教授和Henkelman教授、廈門大學的郭航教授（一起通訊）和聯培博士生林杰（第一作者）等人在ACS Nano上宣布題為“Self-Assembled Cu?Sn?S Nanotubes with High (De)Lithiation Performance”的文章。該作業提出一種無添加劑的凝膠-溶劑熱法，制得自拼裝的CTS納米管、次納米管和納米顆粒，經過多種資料表征技能發現該納米管具有Cu3-4SnS4@Cu2SnS3的多相核殼結構，并經過密度泛函理論（DFT）核算對比不同物相的體積改變、鋰化曲線和構成焓，證明該核殼結構可有效緩解鋰化時的體積脹大，然后表現出優異的電化學功能（200次循環后可逆容量仍保持在774mAh/g）和較高的初始庫倫功率（82.5%）。此外，還使用DFT核算三種不同物相在不同鋰化階段時的原子結構改變，結合精修后的原子模型，提出單分子可嵌入18摩爾鋰的Li-Cu-Sn-S固溶體反響。
【圖文導讀】
CTS納米管、次納米管和納米顆粒的描摹
（a, b）合作物納米管模板和所制得的CTS納米管
（c, d）合作物次納米管模板和所制得的CTS次納米管
（e, f）制得的CTS納米顆粒和CTS納米管的中空截面圖
CTS納米管的結構表征
（a）CTS納米管的透射電鏡圖以及表里區域的選區電子衍射圖
（b）CTS納米管的表面高分辯透射電鏡圖
（c-f）CTS納米管的掃描透射電鏡元素分布圖
CTS物相的密度泛函理論核算
（a）三種CTS物相鋰化時的體積改變率
（b）三種CTS物相的理論鋰化曲線
（c）三種CTS物相鋰化時的構成能凸包剖析
（d-f）三種CTS物相在不同鋰化階段時的原子結構改變
圖：CTS納米管、次納米管和納米顆粒的電化學功能
（a）CTS納米管、次納米管和納米顆粒的循環功能及其庫倫功率
（b）CTS納米管、次納米管和納米顆粒的倍率功能及其充放電容量
【小結】
本作業提出的合作物模板及其自拼裝辦法可用于制備相似的Cu基硫化物納米管，并用于儲能或其他領域。密度泛函理論的核算結果為Cu-Sn-S資料的儲能使用供給了理論依據，而該核殼結構及其剖析、核算辦法也為開發其他新式多元資料供給了立異性思路。
Cu-Sn-S（CTS）是一種環境友好和儲量豐厚的新式充電機充電太陽能蓄電池資料，一起具有較高的充電機充電儲鋰電池理論容量、較大的層距離和通道尺度，使其有望成為下一代充電機充電鋰電池的高功能電極資料。目前報導的CTS電極資料大部分為顆粒狀且具有較大的體積脹大，然后導致顯著的容量衰減現象。如果可以結構合理的納米資料，結合含有不同物相組成的核殼結構，將有望大大提高其電化學功能。
【效果簡介】
近來，德州大學奧斯汀分校的Mullins教授和Henkelman教授、廈門大學的郭航教授（一起通訊）和聯培博士生林杰（第一作者）等人在ACS Nano上宣布題為“Self-Assembled Cu?Sn?S Nanotubes with High (De)Lithiation Performance”的文章。該作業提出一種無添加劑的凝膠-溶劑熱法，制得自拼裝的CTS納米管、次納米管和納米顆粒，經過多種資料表征技能發現該納米管具有Cu3-4SnS4@Cu2SnS3的多相核殼結構，并經過密度泛函理論（DFT）核算對比不同物相的體積改變、鋰化曲線和構成焓，證明該核殼結構可有效緩解鋰化時的體積脹大，然后表現出優異的電化學功能（200次循環后可逆容量仍保持在774mAh/g）和較高的初始庫倫功率（82.5%）。此外，還使用DFT核算三種不同物相在不同鋰化階段時的原子結構改變，結合精修后的原子模型，提出單分子可嵌入18摩爾鋰的Li-Cu-Sn-S固溶體反響。
【圖文導讀】
CTS納米管、次納米管和納米顆粒的描摹
（a, b）合作物納米管模板和所制得的CTS納米管
（c, d）合作物次納米管模板和所制得的CTS次納米管
（e, f）制得的CTS納米顆粒和CTS納米管的中空截面圖
CTS納米管的結構表征
（a）CTS納米管的透射電鏡圖以及表里區域的選區電子衍射圖
（b）CTS納米管的表面高分辯透射電鏡圖
（c-f）CTS納米管的掃描透射電鏡元素分布圖
CTS物相的密度泛函理論核算
（a）三種CTS物相鋰化時的體積改變率
（b）三種CTS物相的理論鋰化曲線
（c）三種CTS物相鋰化時的構成能凸包剖析
（d-f）三種CTS物相在不同鋰化階段時的原子結構改變
圖：CTS納米管、次納米管和納米顆粒的電化學功能
（a）CTS納米管、次納米管和納米顆粒的循環功能及其庫倫功率
（b）CTS納米管、次納米管和納米顆粒的倍率功能及其充放電容量
【小結】
本作業提出的合作物模板及其自拼裝辦法可用于制備相似的Cu基硫化物納米管，并用于儲能或其他領域。密度泛函理論的核算結果為Cu-Sn-S資料的儲能使用供給了理論依據，而該核殼結構及其剖析、核算辦法也為開發其他新式多元資料供給了立異性思路。
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