金屬氧化物/石墨烯雜化材料已被認(rèn)為是下一代鋰/鈉離子電池的有希望的負(fù)極。但是，在溶液移動過程中不可避免地發(fā)生石墨烯納米片（GNs）的π-π重堆積，始終阻礙其性能增強(qiáng)。為了解決這個問題，我們基于一種簡便的冷淬火技術(shù)開發(fā)了一種單分散的GN/SnO
2雜化材料。由于雜化石墨烯納米片明顯起皺的表面特征，其再堆疊行為受到抑制，并且單分散狀態(tài)得到很好的維持。還發(fā)現(xiàn)混合物中SnO
2的含量在GNs的皺紋結(jié)構(gòu)演變中起關(guān)鍵作用。得益于GNs的單分散狀態(tài)和SnO
2納米顆粒（NPs）的均勻分散性，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，該混合電極材料用作鋰離子電池的負(fù)極材料時，在200次循環(huán)后，在100 mA/g下表現(xiàn)出1147 mAh/g的高可逆容量，并具有良好的倍率性能（在1000 mA/g時為759 mAh/g）。用于Na離子電池時，GN/SnO
2電極可表現(xiàn)出高可逆容量（在100 mA/g時為314 mAh/g），并表現(xiàn)出穩(wěn)定的長期循環(huán)穩(wěn)定性，并在500個循環(huán)后具有77％的良好容量保持率。這項(xiàng)工作為解決常見的石墨烯基復(fù)合材料的再堆疊問題提供了一條有效途徑，這對于探索其他NPs/石墨烯材料用于催化、氣體傳感器和電化學(xué)能量存儲等具有普遍意義。
Figure 1. SnO
2/MG納米復(fù)合材料的制備示意圖。
Figure 2. SnO
2/MG-20復(fù)合材料的SEM圖像（a,b），TEM圖像（c）（插圖：相應(yīng)的SAED模式）和（d）HRTEM圖像
Figure 3. （a）前五個循環(huán)的CV曲線；（b）SnO
2/MG-20電極在電流密度為100 mA/g時的恒電流放電-充電曲線；（c）在100 mA/g的電流密度下，SnO
2和具有不同石墨烯含量的SnO
2/MG電極的循環(huán)性能；（d）在不同電流密度下的倍率性能；（e）在2000 mA/g下，SnO
2/MG-20電極下的循環(huán)性能。
Figure 4. SnO
2/MG-20復(fù)合材料在2000 mA/g下循環(huán)200次后的TEM（a），HRTEM圖像（b）和XRD圖（c）
Figure 5. 用于SIB的SnO
2/MG-20電極的電化學(xué)性能。（a）恒電流放電/充電曲線;（b）最初五個周期的CV曲線；（c）在100 mA/g電流密度下，不同SnO
2/MG樣品的循環(huán)性能。（d）在各種電流密度下的倍率性能。（e）電流密度為1000 mA/g時的循環(huán)性能。
相關(guān)研究成果于2020年由山西大學(xué)Yun Zhao課題組，發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds（2020, 821, 153506）上。原文：Highly monodispersed graphene/SnO
2 hybrid nanosheets as bifunctional anode materials of Li-ion and Na-ion batteries。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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