鋰離子電池負極材料研究獲進展

　　大連理工大學教授陸安慧課題組最近創新性地提出，采用無溶劑法以納米二元金屬氧化物（ZnSnO3）為前驅體，原位生長金屬有機骨架ZIF-8制備Sn@C復合材料。根據軟硬酸堿理論，2-甲基咪唑作為交界堿優先與交界酸Zn2+結合生成ZIF-8，后續的熱解過程使ZIF-8轉變為含氮的導電炭網絡，ZnSnO3炭熱還原為納米錫顆粒和單質鋅，單質鋅由于熔點較低在高溫下動態揮發創造出豐富的孔隙，有利于離子和電子的傳輸。

　　制備高能量密度和高功率密度兼備的鋰離子電池電極材料是近年來的研究熱點。錫基材料由于其高比容量，被認為是很有潛力的可以替代傳統石墨負極的材料。但充放電過程中嚴重的體積膨脹導致電極粉化和顆粒團聚，從而導致容量迅速衰減和低的電導率。發展有效的電極材料制備方法，提高復合電極材料導電性是提高錫負極電化學性能的關鍵。

　　新的合成方法保證了復合材料中錫納米顆粒的高度分散，發達的孔隙結構和高氮含量可有效緩解在嵌鋰過程中的體積膨脹并提高電導率。電池性能測試結果顯示，制備的Sn@C復合材料首次放電容量為1321 mA h g-1，首次庫倫效率高達80.1%。循環150次后容量保持為901 mA h g-1。此外，這種合成方法可以擴展到制備其他材料，同樣展現優異的電化學性能。