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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

具有暴露{101}面和 Sn(II)自摻雜的聚乙烯吡咯烷酮穩(wěn)定的非化學(xué)計量 SnO2 納米片的

該研究發(fā)表于 Electrochimica Acta（2016），使用 XH-800S 開展 鋰離子電池負(fù)極、微波水熱合成 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括放電容量 616 mA h g^-1；含量 17 at.%。

論文編號 20
應(yīng)用方向 鋰離子電池負(fù)極、微波水熱合成、SnO2 缺陷工程、暴露晶面調(diào)控、層級納米結(jié)構(gòu)
關(guān)鍵結(jié)果 放電容量 616 mA h g^-1
核心條件 溫度 160 °C
論文編號
20
期刊
Electrochimica Acta
影響因子
5.116
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2016
設(shè)備型號
XH-800S
作者單位
西安交通大學(xué)；奧洛穆茨帕拉茨基大學(xué)；加州大學(xué)歐文分校
Xi'an Jiaotong University; Xi'an Jiaotong University, China; Palacky University in Olomouc, Czech Republic; University of California, Irvine, USA
研究方向
鋰離子電池負(fù)極 微波水熱合成 SnO2 缺陷工程 暴露晶面調(diào)控 層級納米結(jié)構(gòu)

事實(shí)快照

  • 論文：具有暴露{101}面和 Sn(II)自摻雜的聚乙烯吡咯烷酮穩(wěn)定的非化學(xué)計量 SnO2 納米片的
  • 設(shè)備：XH-800S
  • 期刊與分區(qū)：Electrochimica Acta，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：溫度 160 °C；時間 90 min
  • 關(guān)鍵結(jié)果：放電容量 616 mA h g^-1；含量 17 at.%
  • 用途：可作為 鋰離子電池負(fù)極、微波水熱合成 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

論文摘要指出，作者開發(fā)了一條簡便的微波水熱路線，制備出由單晶超薄 SnO2-δ 納米片組裝而成的三維層級結(jié)構(gòu)。PVP 作為封端和穩(wěn)定劑，在高堿環(huán)境下既幫助保持超薄大尺寸納米片不被溶解，又與 NaOH 協(xié)同調(diào)控納米片的取向生長，使其優(yōu)先暴露反應(yīng)活性更高的 {101} 晶面。多種表征顯示材料中含有 17 at.% 的 Sn2+ 自摻雜，且其開放層級結(jié)構(gòu)、較大比表面積和碳化 PVP 包覆共同促進(jìn)了電解液和鋰離子擴(kuò)散，最終表現(xiàn)出優(yōu)于化學(xué)計量比 SnO2 的鋰存儲性能。

研究背景與解決的問題

論文摘要指出，作者開發(fā)了一條簡便的微波水熱路線，制備出由單晶超薄 SnO2-δ 納米片組裝而成的三維層級結(jié)構(gòu)。

設(shè)備應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)條件

項(xiàng)目參數(shù)
溫度160 °C
時間90 min

關(guān)鍵結(jié)果

放電容量 616 mA h g^-1
含量 17 at.%
指標(biāo)結(jié)果
放電容量616 mA h g^-1
含量17 at.%

機(jī)制/方法亮點(diǎn)

  • NaOH 促進(jìn)二維納米片形成并暴露 {101} 晶面 作者指出，高堿環(huán)境是形成二維納米片和 {101} 晶面暴露的關(guān)鍵因素，而 PVP 進(jìn)一步穩(wěn)定了這種生長取向，使納米片尺寸更大、產(chǎn)率更高。
  • PVP 在高堿微波體系中發(fā)生碳化并起到封端穩(wěn)定作用 FTIR 與 XPS 結(jié)果說明，PVP 或其碳化衍生物與 SnO2-δ 發(fā)生耦合，對超薄納米片的穩(wěn)定存在起到了關(guān)鍵作用，同時還能減輕聚集、改善界面。
  • 自摻雜 Sn2+ 與氧空位共同優(yōu)化鋰存儲行為 Sn2+ 自摻雜及由此帶來的氧空位改變了材料電子結(jié)構(gòu)
  • 開放層級結(jié)構(gòu)、超薄柔性納米片和碳化包覆又共同促進(jìn)了電解液浸潤與鋰離子擴(kuò)散，因此最終形成了更好的循環(huán)和容量保持表現(xiàn)。

應(yīng)用價值

  • 祥鵠 XH-800S 微波水熱設(shè)備和 160 °C / 90 min 條件有明確原文證據(jù)。
  • 同一合成體系里同時實(shí)現(xiàn)了 {101} 晶面暴露、Sn2+ 自摻雜和層級結(jié)構(gòu)構(gòu)筑。
  • Sn2+ 含量達(dá)到 17 at.%，比表面積提升到 82 m^2/g。
  • 黑色 SnO2-δ 在 400 mA g^-1 下 60 次后仍保持 616 mA h g^-1。
  • 無 PVP 和白色 SnO2 對照明顯更差，結(jié)構(gòu)設(shè)計作用鏈清晰。

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常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-800S。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Electrochimica Acta（2016），使用 XH-800S 開展 鋰離子電池負(fù)極、微波水熱合成 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括放電容量 616 mA h g^-1；含量 17 at.%。
該研究發(fā)表在哪個期刊？
發(fā)表于 Electrochimica Acta，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Synthesis of Polyvinylpyrrolidone-Stabilized Nonstoichiometric SnO2 Nanosheets with Exposed {101} Facets and Sn(II) Self-Doping as Anode Materials for Li-Ion Batteries
Electrochimica Acta, 2016
DOI: 10.1016/j.electacta.2016.06.089