SnO₂是一种典型的过渡金属氧化物，具有无毒、廉价、高理论容量、优异电化学性能等优点，被视为极具潜力的锂/钠电池负极材料。然而和其他氧化物电极材料一样，SnO₂在循环过程中的体积膨胀和粉化问题是制约其电化学性能及循环稳定性的瓶颈问题之一。

湖南大学马建民老师课题组设计了一种氮掺杂碳纤维表面生长SnO₂纳米簇的复合结构（NC@SnO₂），其中碳纤维起到负载SnO₂纳米簇、抑制SnO₂团聚以及高效电子传输网络三方面作用。

利用NC@SnO₂作为锂电池负极，1 A/g循环100周期后，放电容量高达 750 mAh/g；作为钠电池负极，100 mA/g循环100周期后放电容量保持270 mAh/g。

1  NC@SnO₂合成过程示意图

2 NC@SnO₂用于LIBs和SIBs的电化学性能

LIBs电化学性能：a) 0.1mV/s下，NC@SnO₂循环伏安曲线；b) NC@SnO₂充放电电压图；c) 1A/g下，NC@SnO_2，SnO₂，NC的循环性能；d) NC@SnO₂，SnO₂，NC的倍率性能。

SIBs电化学性能：a) 0.1 mV/s下，NC@SnO₂循环伏安曲线；b) NC@SnO₂充放电电压图；c) 100 mA/g下，NC@SnO₂，SnO₂，NC的循环性能；d) NC@SnO₂，SnO₂，NC的倍率性能。

3  电极材料表征

Li离子电池循环多次后，电极的SEM图：a, b) NC@SnO₂；c, d) SnO₂ 。

主要研究方向：

① 锂/钠离子电池、超级电容器；② 电催化及气体传感器等纳米技术；③ DFT在电池和电催化相关体系的应用

课题组网站:

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