二氧化锡/ 石墨烯复合材料的制备及其在钠基双离子电池中应用

双离子电池体系因其能量密度高、资源丰富、环境友好、价格低廉而备受青睐。但基于钠离 子电解液的双离子电池却极少报道，这是因为缺乏可以与钠离子可逆嵌入脱出反应合适的负极材料。 因此，该文首次报道了一种基于二氧化锡负极复合材料钠型(命名为 SnO2/GF//EG)双离子电池，其负 极为石墨烯与二氧化锡的复合材料，正极为膨胀石墨烯。通过纳米二氧化锡与石墨烯复合：一方面， 石墨烯可以提高二氧化锡材料的导电性，从而提升材料的倍率性能；另一方面，柔性多孔的石墨烯可以容纳二氧化锡在脱出和嵌入钠离子过程中的体积膨胀，从而提升其循环性能。二氧化锡与石墨烯的 三维复合材料具有优异的倍率性能和循环稳定性，同时具有非常高的可逆比容量：1 Ag－1 电流密度下，循环 300 次时，比容量约为 279 mAhg－1，容量保持率为 69.9%；在 5 Ag－1 大电流密度下，其比容量为 118 mAhg－1。由纳米二氧化锡与石墨烯复合材料组装的基于钠离子电解液的 SnO2/GF//EG 双离子电池表现出优异的循环稳定性，同时具有非常高的可逆比容量：200 mAg－1 电流密度下，循环300 次时，比容量约为 70.6 mAhg－1，容量保持率为 72.5%。另外，该材料表现出优异的倍率性能， 在 200 mAg－1、500 mAg－1、1 000 mAg－1、1 500 mAg－1 和 2 000 mAg－1 电流密度下的比容量分别为97.4 mAhg－1、88.5 mAhg－1、75.5 mAhg－1、70.4 mAhg－1 和 67.2 mAhg－1。总之，该文首次研究了二氧化锡复合材料在钠基双离子电池的电化学行为，并得到了优异的循环性能和倍率性能