Cu2 SNS3 , 고용량 주석 기반 애노드용 개질 재료로서 리튬 이온 배터리 응용 분야에 큰 잠재력이 있습니다. solvothermal 방법은 간단하고, 편리하고, 비용 효율적이며 확장이 용이하여 나노 결정의 제조에 널리 사용되었습니다. 이 작품에서 Cu2 SNS3 용매열법으로 나노입자를 제조하였다. Cu2의 형태, 결정 구조 및 전기화학적 성능에 대한 고온 어닐링의 영향 SNS3 나노 양극을 연구했습니다. 실험 결과는 고온 어닐링이 Cu2의 전기화학적 성능을 향상시키는 것으로 나타났습니다. SNS3 , 그 결과 더 높은 초기 쿨롱 효율과 개선된 사이클링 및 속도 특성이 준비된 샘플의 특성과 비교됩니다.
리튬 이온 배터리는 전기 자동차 및 휴대용 전자 장치에 널리 사용되지만 에너지 밀도, 사이클 수명, 전력 밀도, 안전성 및 환경 적합성과 같은 매개 변수에 대한 추가 개선이 필요합니다[1,2,3,4,5,6 ,7,8,9]. 에너지 밀도는 전기 자동차의 내구성 주행 거리를 결정하는 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 기존 리튬 이온 배터리는 상용 흑연 양극(LiC6 , 372mAh g −1 ). 따라서 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도를 향상시키기 위해서는 비용량이 높은 양극을 연구하는 것이 중요합니다. 이와 관련하여 Sn계 음극재는 높은 비용량(Li4.4 Sn, ~ 993mAh g –1 ) [10,11,12,13,14]. 그러나 재료는 낮은 전도도와 큰 부피 팽창(최대 300%)[15,16,17]을 나타내므로 낮은 속도와 낮은 사이클링 안정성을 유발합니다. Sn계 음극재의 전기화학적 특성을 개선하기 위한 다양한 전략이 연구되어 왔다[18,19,20,21]. Sn 기반 복합 재료를 형성하기 위해 도입된 불활성 및 비활성 요소는 부피 팽창을 위한 완충 매트릭스 역할을 하여 재료의 구조적 및 사이클링 안정성을 향상시킬 수 있습니다. Sn 기반 복합 재료를 형성하는 데 자주 사용되는 불활성 원소에는 Ni, Co, Mn 및 Cu가 포함되며[22,23,24,25,26,27], 비활성 원소에는 Sb, Ge 등이 포함됩니다. [28,29,30]. 전극 재료의 나노머화는 배터리 사이클링 중 체적 변화를 효과적으로 억제하고 재료의 내부 응력을 해제하여 구조적 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전극의 비표면적을 증가시켜 전극 계면에서 빠른 반응을 촉진할 수 있습니다. 또한, 나노머화는 활물질에서 리튬 이온의 확산 거리를 크게 줄여 전극의 분극 현상을 줄이고 리튬 이온 배터리의 속도 성능을 향상시킬 수 있습니다. Cai와 Li는 다공성 SnS 나노로드/탄소 하이브리드 나노구조가 개선된 가역 용량과 사이클링 성능을 나타냈다고 보고했다[31]. 다공성 탄소/탄소 나노튜브로 안정화된 황화코발트 나노입자로 구성된 3D 중공 CoS@PCP/CNT 복합재는 약 1668mAh g −1 의 초고 가역 용량을 나타냈습니다. 100회 주기 및 탁월한 고속 용량(1038, 979, 858 및 752mAh g −1 1, 2, 5 및 10A의 전류 밀도에서 g −1 , 각각) [32]. Cu2 SNS3 , 합금을 형성하기 위해 불활성 Cu를 도입하여 생성된 고용량 Sn 기반 애노드용 개질 재료로서 리튬 이온 배터리 응용 분야에 큰 잠재력이 있습니다[17, 33,34,35]. Cu2 SNS3 (CTS) 나노구조 물질은 나트륨 이온 배터리를 위한 손쉬운 용매열법을 통해 성공적으로 준비되었습니다. 어닐링된 CTS 전극은 높은 초기 가역 용량 447.7 mAh g −1 를 나타냅니다. 우수한 용량 유지 200.6mAh g −1 100mA의 전류 밀도에서 50회 사이클 후 g −1 [36]. Fu와 Li는 Cu2를 제조하기 위해 손쉬운 열수 방법을 사용했습니다. SNS3 /나트륨 이온 배터리용 환원그래핀옥사이드(CTS/RGO) 복합재료. CTS/RGO는 566.8 mA h g −1 의 높은 가역 용량을 나타냅니다. 339.8 mA h g −1 의 특정 용량을 유지합니다. 100mA의 정전류 밀도에서 100회 사이클 후 g −1 [37]. 고온 소결 황화물은 전기 화학적 성능을 향상시키기 위해 널리 사용되었습니다. Cu2 리튬 이온 배터리의 전기화학적 성능에 대한 고온 어닐링 공정의 영향 SNS3 이 백서에서 조사되었습니다.
용매열법은 간단하고, 편리하고, 비용 효율적이며, 쉽게 확장할 수 있어 나노결정의 제조에 널리 사용되어 왔다. 이 작품에서 Cu2 SNS3 리튬 이온 배터리용 나노 입자는 여기에서 용매열법에 의해 제조되었다. 또한, 고온 어닐링이 Cu2의 형태, 결정 구조 및 전기화학적 성능에 미치는 영향 SNS3 나노 양극을 연구했습니다.
CuCl2 ⋅2H2 O(99.9%), SnSO4 (99.9%), 원소 황 분말(99.9%) 및 무수 에틸렌디아민(99%)은 Chengdu Kelong Chemical Co.에서 구입했습니다.
Cu2 합성용 SNS3 나노입자, CuCl2 ·2H2 O(0.682g, 4mmol) 및 SnSO4 (0.473 g, 2.2 mmol)을 먼저 20분 동안 자기 교반하면서 탈이온수에 용해시켰다. 생성된 혼합물을 무수 에틸렌디아민에 현탁된 황 분말(0.290g, 9mmol)의 용액이 미리 로딩된 25ml 테플론 용기가 있는 오토클레이브에 로딩하였다. 밀폐된 오토클레이브를 오븐에 옮기고 실온에서 200℃로 가열하고 24시간 동안 유지한 후 실온으로 자연 냉각시켰다. 생성된 침전물을 탈이온수로 여러 번 세척하고 6000 rpm에서 3분 동안 원심분리하여 수집하여 부산물을 제거하였다. 그 후, 생성된 침전물을 사용하기 전에 80℃에서 10시간 동안 진공 건조하였다. Cu2 SNS3 나노 입자는 진공 상태의 관로에서 40분 동안 540°C에서 어닐링되었고 50–80 ml min –1 의 유속으로 질소 가스로 퍼지되었습니다. 주변 압력에서.
X선 분말 회절(XRD) 데이터는 Cu-Kα(λ =1.5418 Å) 방사선 소스가 있는 Bruker D8 ADVANCE를 사용하여 획득했습니다. 주사 전자 현미경(SEM)(Hitachi S3400) 및 투과 전자 현미경(TEM)(Tecnai G2-F30-S-TWIN, FEI)을 사용하여 Cu2의 미세 구조를 조사했습니다. SNS3 나노 입자. EDX(Energy-Dispersive X-ray) 분광법을 사용하여 시료의 조성을 분석했습니다. Cu2의 X선 광전자 스펙트럼(XPS) SNS3 나노입자는 X선 광전자 분광계(ESCALAB 250Xi, Thermo Scientific)를 사용하여 얻었다.
Cu2의 전기화학적 성능 SNS3 나노 입자는 상대 전극으로 Li 금속을 사용하여 CR2032 유형 코인 셀로 테스트되었습니다. 양극은 활물질 80wt%, super P 10wt%, PVDF 10wt%로 구성되었다. 전해질은 1M LiPF6였습니다. (EC:EMC:DEC =4:2:4, 부피%). Cu2 SNS3 전극을 직경 12mm의 원으로 펀칭했습니다. Cu2의 대량 로딩 SNS3 활성 물질은 2.65mg/cm 2 입니다. . 주조된 Cu2의 두께 SNS3 양극은 ~ 30 μm이며 마이크로 미터로 결정됩니다. 순환 전압전류법(CV)은 0.1mV s −1 에서 수행되었습니다. potentiostat(VersaSTAT3F, Princeton Applied Research)를 사용하여 2.0V에서 0.0V로. 사이클링 및 속도 테스트는 실온에서 0.05~2.0V 사이의 자동 정전류 충전-방전 장치(CT-4800 배터리 테스트 시스템, Neware)에서 수행되었습니다. 전기화학적 임피던스 분광법은 100kHz ~ 0.1Hz의 주파수 범위 내에서 전위차계(VersaSTAT3F, Princeton Applied Research)를 사용하여 수행되었습니다.
그림 1은 Cu2의 XRD 패턴을 보여줍니다. SNS3 나노 입자. 28.61°, 33.13°, 47.5°, 56.31°, 69.42°, 76.65° 및 88.44°에서 두 샘플에 대한 회절 피크는 (112), (200), (220), (312), ( 400), (332) 및 (424) 평면. 준비 및 열처리된 Cu2의 주요 회절 피크 SNS3 정방형 Cu2의 것과 잘 일치합니다. SNS3 (JCPDS 89-4714) [38, 39, 42], 2차 상은 검출되지 않았으며, 이는 생성물이 (112) 평면을 따라 우선적으로 성장하는 모든 순수한 상임을 확인시켜줍니다. 540 °C에서 어닐링 후 XRD 패턴에서 각 주요 회절 피크의 상대 강도가 증가하고 (112) 회절 피크의 FWHM(full-width at half-maximum)이 0.4에서 0.35로 감소하여 어닐링이 공정은 재료의 결정성을 향상시켰습니다[40, 41].
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Cu2의 XRD 스펙트럼 SNS3 나노입자
그림 2a, e의 SEM 이미지에서 볼 수 있듯이, 준비되고 어닐링된 Cu2 SNS3 구형 나노입자의 형태로 존재하며, 응집되어 불규칙한 공 모양의 덩어리를 형성한다. 1차 나노입자에 의해 형성되는 미크론 형태의 불규칙한 구형 클러스터는 양극의 압축 밀도를 증가시켜 전지의 용량을 증가시키기 때문에 유리하다. Cu2의 상세한 내부 결정 구조뿐만 아니라 입자 형태와 크기를 추가로 분석하기 위해 SNS3 , Cu2 SNS3 나노 입자는 TEM 및 HRTEM을 통해 추가로 관찰되었습니다. 도 2c, g에 도시된 바와 같이, 준비되고 어닐링된 Cu2의 크기 SNS3 입자는 각각 약 25 및 41 nm였으며 두 재료는 그림 2b, f와 같이 1μm 구형 입자로 더 응집되었습니다. 그림 2d, h에 표시된 HRTEM 이미지에서 격자 무늬가 명확하게 관찰 가능하며, 여기서 어닐링된 Cu2 SNS3 나노 입자(그림 2h)는 준비된 샘플보다 더 규칙적입니다. 이것은 Cu2의 결정화가 SNS3 나노 입자는 540 ° C에서 어닐링하여 향상되었습니다. Cu2의 고해상도 TEM의 고속 푸리에 변환(FFT) SNS3 프레임 그림 2d, h에 나와 있습니다. 재료의 회절 패턴은 FFT에 명확하게 표시됩니다. 0.301 nm의 격자 간격은 Cu2의 (112) 평면의 평면간 거리에 가깝습니다. SNS3 . 따라서 HRTEM 결과는 XRD 결과와 잘 일치합니다(그림 1).
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아 검색엔진, b , ㄷ TEM 및 d 준비된 Cu2의 HRTEM 이미지 SNS3 나노입자; 이 SEM, f , 지 TEM 및 h 열처리된 Cu2의 HRTEM 이미지 SNS3 나노입자
Cu2 분포를 조사하기 위해 SNS3 , 에너지 분산 X선(EDX) 매핑을 수행했습니다. 원소 매핑 이미지는 합성물에서 Cu, Sn 및 S 원소의 명확한 프로파일을 보여줍니다(그림 3). 결과는 CTS에서 Cu, Sn 및 S 원소의 균일한 분포를 나타냅니다. EDX 데이터는 준비된 Cu2에 대한 Cu:Sn:S의 원소 비율을 확인합니다. SNS3 2:0.87:2.25입니다. 그러나 Cu:Sn:S =2:1.006:2.89의 원소 비율은 열처리된 Cu2에 대해 SNS3 화학량론과 거의 일치합니다.
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b의 EDX 요소 매핑 Cu, c Sn 및 d 준비된 CTS의 S; 에 Cu, g Sn 및 h 열처리된 CTS의 S
Cu2의 원자가 상태 및 구성 SNS3 나노 입자는 XPS에 의해 추가로 결정되었습니다. 그림 4a, e는 준비되고 어닐링된 Cu2의 전체 XPS 스펙트럼을 보여줍니다. SNS3 각각 나노 입자. Cu, Sn 및 S 원소 및 C(C1s , 285.08 eV) 및 O(O1s , 533.08 eV)가 관찰되었으며, 다른 불순물 원소는 검출되지 않았으며; C 및 O 불순물 피크는 환경 오염으로 인한 것일 수 있습니다[39, 42,43,44,45,46,47]. 그림 4b는 Cu2p를 보여줍니다. 준비된 Cu2의 코어 레벨 스펙트럼 SNS3 나노 입자. Cu2p의 결합 에너지 3/2 및 Cu2p 1/2은 각각 931.9 및 951.9 eV에서 발생했으며 이는 Cu + 값과 일치합니다. 문헌 [45, 47]에 보고됨; 대조적으로 Cu 2+ 942 eV에서 피크는 관찰되지 않았습니다[48]. Sn3d의 결합 에너지 5/2 및 Sn3d 준비된 Cu2의 경우 3/2 SNS3 Sn 4+ 에 해당하는 나노 입자는 각각 486.4 및 494.8 eV에서 발생했습니다. 문헌[45,46,47]에 보고된 값. 그림 4f는 Cu2p를 보여줍니다. 열처리된 Cu2의 코어 레벨 스펙트럼 SNS3 나노입자; Cu2p의 결합 에너지 3/2 및 Cu2p 1/2은 각각 932.8 및 952.7 eV에서 발생했으며 이는 문헌[39, 46]에 보고된 값과도 일치합니다. Sn3d의 결합 에너지 5/2 및 Sn3d 열처리된 Cu2의 경우 3/2 SNS3 나노 입자는 각각 486.9 및 495.3 eV에서 발생했으며(그림 4g) Sn 4+ 의 존재를 확인했습니다. [38, 39]. S2p의 결합 에너지 3/2 및 S2p 준비된 상태와 어닐링된 Cu 모두에 대해 1/22 SNS3 나노결정은 각각 161.8 및 162.98 eV였으며, 이는 S의 존재를 나타냅니다. 이 값은 S 2- 의 존재에 대한 증거를 제공하는 문헌에 보고된 값과 일치합니다. [43,44,45,46,47]. 결과적으로 XPS 결과는 준비되고 어닐링된 Cu2의 Cu, Sn 및 S 요소가 SNS3 나노 입자는 Cu + 의 이온 상태로 존재합니다. , Sn 4+ , 그리고 S 2− , 각각. 어닐링 공정은 Cu2의 결정성을 향상시킵니다. SNS3 입자를 증가시키고 입자 크기를 증가시킵니다. 이러한 현상은 양이온 주변의 전자구름에 변화를 일으켜 Cu와 Sn의 결합에너지를 증가시킬 수 있다.
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준비된 Cu2의 XPS 프로필 SNS3 나노입자:a 일반적인 조사 스펙트럼, b Cu2p 핵심 수준, c Sn3d 핵심 수준 및 d S2p 핵심 수준. 열처리된 Cu2의 XPS 스펙트럼 SNS3 나노결정:e 일반적인 조사 스펙트럼, f Cu2p 핵심 수준, g Sn3d 핵심 수준 및 h S2p 코어 레벨
그림 5는 Cu2에 대해 얻은 CV 플롯을 보여줍니다. SNS3 0.1 mV s –1 속도로 2에서 0V로 스캔된 초기 두 사이클에서 . 도 5a에 기초하여, 1차 리튬 인터칼레이션 공정 동안, 준비된 Cu2 SNS3 나노입자는 Cu + 의 원자가 상태인 약 1.09에서 큰 환원 피크를 나타냄 , Sn 2+ Cu, Sn으로 변경 약 1.62V에서 큰 감소 피크는 H2의 감소 피크입니다. O, 현재 피크는 두 번째 사이클에서 점차 사라졌습니다. 탈리튬화 과정에서 산화 전류 피크는 식 (1)에 해당하는 0.62V에서 나타났으며 Sn은 Li 이온과 함께 Lix를 형성했습니다. Sn, 두 번째 사이클에서 전류 피크는 기본적으로 변경되지 않았습니다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 1차 리튬 인터칼레이션 과정에서 Cu2 SNS3 540°C에서 어닐링된 나노입자는 식 (1)에 해당하는 1.1V 근처에서 큰 감소 피크를 나타냈으며 [33], 여기서 Cu2 SNS3 Cu 및 Sn으로 감소되었고 전류 피크는 두 번째 사이클 동안 1.59V로 점차 증가했습니다. 0.5V 미만의 고비는 Sn에서 Lix로의 변환에 해당합니다. 식 (2) [33]에 따른 Sn. 탈리튬화 과정에서 0.59V와 1.94V에서 산화전류 피크가 발생하였고, 사이클 횟수가 증가함에 따라 전류 피크는 기본적으로 변하지 않은 상태를 유지하였다. 약 0.59V의 양극 피크는 Lix에 기인합니다. Sn을 형성하는 Sn 합금은 1.94V에서 피크가 식(1)의 역반응에 해당한다[33]. 부분적으로 비정질인 Li2의 형성으로 인해 발생하는 비가역적 용량 손실 S는 Li를 비가역적으로 소모하여 첫 번째 사이클과 두 번째 사이클 사이에서 전위 및 피크 전류 강도의 변화를 일으킵니다[17]. 이에 비해 어닐링 처리는 Cu2의 순환 가역성을 개선했습니다. SNS3 나노 양극.
$${\text{Cu}}_{2} {\text{SnS}}_{3} + 6{\text{Li}}^{ + } + 6{\text{e}}^{ - } \leftrightarrow 2{\text{Cu}} + {\text{Sn}} + 3{\text{Li}}_{2} {\text{S}}$$ (1) $${\text{Sn }} + x{\text{Li}}^{ + } + x{\text{e}}^{ - } \leftrightarrow 4{\text{Li}}_{x} {\text{Sn}}\ 쿼드 \left( {0 \, \le x \le \, 4.4} \right)$$ (2) <그림><소스 유형="이미지/웹" srcset="//media.springernature.com/lw685/ springer-static/image/art%3A10.1186%2Fs11671-021-03482-6/MediaObjects/11671_2021_3482_Fig5_HTML.png?as=webp">
0.1mV s –1 속도로 0~2V 사이에서 스캔된 초기 2사이클의 CV 플롯 :a 준비된 상태로 b 540 °C에서 어닐링
충방전 과정을 완전히 이해하기 위해 Cu2에 대한 ex situ XRD SNS3 그림 6과 같이 선택한 전압에서 방전 및 충전 후 전극에 대해 수행했습니다. 코인 셀을 다른 전압으로 방전/충전한 다음 6시간 동안 평형을 유지했습니다. 그런 다음 셀을 글로브박스 내부에서 분해하고 Cu2 SNS3 복합 전극을 용매 DEC로 세척하여 전해질을 제거했습니다. 1.5V로 1차 방전한 후 1.5V에서 결정구조가 파괴되지 않고 Fig. 6b와 같이 Cu2의 주요 회절 피크 SNS3 복합 전극은 정방형 Cu2의 전극과 잘 일치합니다. SNS3 (JCPDS 89-4714) 및 2차 단계가 감지되지 않았습니다. 0.05V로 첫 번째 방전 후, Fig. 6c, Cu2의 반사 피크 SNS3 완전히 사라지고 Cu 피크가 더 강해지고 Li2 피크 Sn5 나타났다. 이러한 현상은 CTS가 Cu와 Sn 나노입자로 분해되어 Sn을 형성하는 Lix로 설명될 수 있습니다. Sn. 2V로 충전하면 가역적 프로세스가 발생하여 CTS 상이 회복되고 Cu4가 형성됩니다. SNS4 .
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전극의 Ex situ XRD 패턴; 아 준비된 대로; ㄴ 1.5V로 먼저 방전됨; ㄷ 0.05V로 먼저 방전됨; d 두 번째로 2V로 충전됨
그림 7은 Cu2의 Nyquist 플롯을 보여줍니다. SNS3 OCV에서 전극, 100mA에서 2사이클 후 g −1 (0–2V). Cu2의 Nyquist 플롯에서 SNS3 OCV에서 전극(그림 7a,b)에서 고주파 영역의 반원은 전하 이동 저항 Rct에 기인합니다. 저주파 영역의 직선 경사선은 Li + 에 기인합니다. 벌크 Zw의 확산 과정 [18, 49]. Rct 열처리된 Cu2 SNS3 전극은 준비된 전극보다 작습니다. Cu2의 Nyquist 플롯에서 SNS3 2주기 후 전극(그림 7c, d)에서 고주파 영역의 반원은 Li + 의 저항에 기인합니다. 표면 필름을 통한 확산 Rsei , 중간 주파수 영역의 반원이 전하 전달 저항 Rct에 할당됩니다. , 저주파 영역의 직선 경사선은 Li + 에 기인합니다. 벌크 Zw의 확산 과정. 실험 데이터는 ZView 소프트웨어로 모의하여 등가 회로에 따라 구한 값을 Table 1에 나타내었다. 옴 저항(Rs ) 준비된 Cu와 어닐링된 Cu 사이2 SNS3 . 그러나 Rsei 및 Rct 열처리된 Cu2의 값 SNS3 준비된 Cu2보다 훨씬 작습니다. SNS3 . 특히, Rct 원시 샘플의 OCV는 162.4Ω이고 2사이클 후에는 206.6Ω으로 급격히 증가합니다. 대조적으로, Rct 어닐링된 샘플의 OCV는 39.7Ω이고 2사이클 후에는 25.9Ω으로 급격히 감소합니다. 어닐링 공정은 SEI 층과 전하 이동 저항을 억제하여 전하 이동 및 이온 전도를 용이하게 할 수 있다. 결과적으로, 열처리된 Cu2의 전기화학적 성능은 SNS3 개선되었습니다.
<그림>
준비 및 어닐링된 Cu2의 Nyquist 플롯 SNS3 OCV에서 전극, 100mA에서 2사이클 후 g −1 (0–2 V)
그림 8a, b의 SEM 이미지에서 볼 수 있듯이 5사이클 후 열처리된 Cu2 SNS3 변화가 없었고, 응집하여 불규칙한 공 모양의 덩어리를 형성하는 구형 나노입자를 보였다. 원소 매핑 이미지는 합성물에서 Cu, Sn 및 S 원소의 명확한 프로파일을 보여줍니다(그림 8d–f, h–j). 결과는 5 사이클 후 열처리된 CTS 전극에서 Cu, Sn 및 S 원소의 균일한 분포를 나타냅니다.
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열처리된 Cu2의 SEM 이미지 SNS3 나노입자:a OCV에서 b 5주기 후. d의 EDX 요소 매핑 구, 이 Sn 및 f OCV에서 어닐링된 CTS 전극의 S, h 쿠, 나 Sn 및 j 5주기 후 열처리된 CTS 전극의 S
준비 및 열처리된 Cu2의 정전류 충전-방전 곡선 SNS3 전극(그림 9a, b)은 100mA g –1 에서 기록되었습니다. 2 ~ 0V의 전위 범위에서(vs. Li/Li + ). 654 및 809mA의 초기 방전 용량 g –1 초기 쿨롱 효율은 각각 42% 및 53%에 해당합니다. 비가역 용량의 손실은 SEI 필름 및 Li2의 형성에 기인할 수 있습니다. S. 분명히, 어닐링 처리는 Cu2의 방전 용량과 초기 쿨롱 효율을 향상시켰습니다. SNS3 전극.
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Cu2의 충방전 곡선 SNS3 전극(100mA g −1 ):a 준비된 상태로 b 540 °C 및 c에서 어닐링 사이클링 성능(100mA g −1 ); d 준비 및 어닐링된 Cu2의 속도 기능 SNS3 다양한 전류 밀도의 전극(100 ~ 400mA g −1 )
준비 및 열처리된 Cu2의 사이클링 성능 SNS3 일정한 100 mA에서 100 사이클까지 전극 g –1 도 9c에 도시되어 있다. 소둔된 Cu2의 방전 용량이 SNS3 전극은 준비된 전극보다 전반적으로 우수합니다. 어닐링된 Cu2의 용량 SNS3 50 사이클 후 전극은 187.7 mAh g −1 입니다. , 준비된 전극보다 더 높습니다(75.2mAh g −1 ). 어닐링된 복합 재료의 용량 유지는 속이 빈 미소구체 Cu2의 보고와 거의 같거나 더 우수합니다. SNS3 및 Cu2 SNS3 나노시트[34, 50]. 그러나 용량 유지는 Cu2보다 훨씬 낮습니다. SNS3 /RGO 복합재(561mAh g −1 100 사이클 후) [33]. Cu2의 사이클 성능을 향상시키는 열처리 공정이 입증되었습니다. SNS3 , 하지만 후속 연구에서는 성능을 더욱 향상시키기 위해 다른 수정 방법과 결합할 필요가 있습니다.
그림 9d와 같이 준비된 Cu2 SNS3 전지는 약 222, 78, 40 및 14mAh의 최대 방전 용량을 나타냈습니다. g –1 100, 200, 300 및 400mA에서 g –1 방전율은 각각 6%에 불과합니다. 대조적으로, 소둔된 Cu2의 방전 비용량은 SNS3 배터리는 396, 221, 153 및 106mAh g –1 입니다. 100, 200, 300 및 400mA에서 g –1 방전율은 각각 26.8%의 방전 용량 유지율로 나타났습니다. 분명히, 어닐링 처리는 Cu2의 결정도를 증가시켰습니다. SNS3 보다 안정적인 결정 구조로 이어졌습니다. Cu2 SNS3 다결정질이므로 결정립계가 많다. 충방전 과정에서 내부 입자의 체적 팽창에 의해 발생하는 기계적 응력은 결정립계의 슬라이딩에 의해 완충되어 재료의 파쇄 및 분쇄를 줄이고 전극 구조를 안정화시킬 수 있습니다. 이는 nano-Cu2의 사이클링 안정성 및 속도 특성을 개선하는 데 도움이 됩니다. SNS3 양극.
Cu2 SNS3 , 합금을 형성하기 위해 불활성 Cu를 도입하여 생성된 고용량 Sn 기반 애노드용 개질 재료로서 리튬 이온 배터리 응용 분야에 큰 잠재력이 있습니다. 540°C에서의 어닐링은 Cu2의 결정도를 증가시킵니다. SNS3 나노 입자를 생성하고 보다 안정적인 결정 구조로 이끕니다. 고온 어닐링 처리로 Cu2의 전기화학적 성능 향상 SNS3 , 그 결과 더 높은 초기 쿨롱 효율과 개선된 사이클 및 속도 특성이 준비된 샘플의 특성과 비교됩니다.
저자는 자료 이전 계약에서 과도한 자격 없이 독자가 자료와 데이터를 즉시 사용할 수 있음을 선언합니다. 이 연구 동안 생성되거나 분석된 모든 데이터가 이 기사에 포함되어 있습니다.
폴리(비닐리덴 플루오라이드)
고해상도 투과 전자 현미경
탄산에틸렌
에틸 메틸 카보네이트
디에틸 카보네이트
순환 전압전류법
X선 광전자 분광법
주사 전자 현미경
에너지 분산 X선
개방 회로 전압
절반 최대에서 전체 너비
X선 회절
나노물질
초록 페로브스카이트 산화물은 기능성 물질의 일종으로 그 독특한 물리적, 화학적, 전기적 특성으로 인해 최근 몇 년 동안 널리 연구되고 있다. 여기에서 페로브스카이트형 LaCoO3를 성공적으로 준비했습니다. (LCOs) 나노물질은 개선된 졸-겔 방법을 통한 소성 및 소성 온도 및 시간이 LaCoO3의 형태, 구조 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사했습니다. 나노물질. 그런 다음, LCO-700-4 전극 샘플의 최적 전기화학적 성능을 기반으로 합리적 설계를 통해 새로 합성된 Sr-doping(LSCO-0.2) 및 rGO-comp
초록 Cu2 SNS3 , 고용량 주석 기반 애노드용 개질 재료로서 리튬 이온 배터리 응용 분야에 큰 잠재력이 있습니다. solvothermal 방법은 간단하고, 편리하고, 비용 효율적이며 확장이 용이하여 나노 결정의 제조에 널리 사용되었습니다. 이 작품에서 Cu2 SNS3 용매열법으로 나노입자를 제조하였다. Cu2의 형태, 결정 구조 및 전기화학적 성능에 대한 고온 어닐링의 영향 SNS3 나노 양극을 연구했습니다. 실험 결과는 고온 어닐링이 Cu2의 전기화학적 성능을 향상시키는 것으로 나타났습니다. SNS3 , 그 결과 더 높은
