【摘 要】
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锂离子电池（LIBs）是目前商业化最为广泛的二次储能器件。由于钠储量丰富、价格低廉,钠离子电池（NIBs）在高比能密度便携电源和动力电池等领域显示出诱人前景。设计综合性能优异的新型负极材料是锂/钠离子电池技术快速发展的关键之一。Sn基硒化物/氧化物因理论容量高、电压窗口合适等优势而受到研究者们的广泛关注。然而,充放电过程的转化-合金化反应引起的再结晶和应变将导致活性位点减少,且易造成电极材料粉碎并
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锂离子电池（LIBs）是目前商业化最为广泛的二次储能器件。由于钠储量丰富、价格低廉,钠离子电池（NIBs）在高比能密度便携电源和动力电池等领域显示出诱人前景。设计综合性能优异的新型负极材料是锂/钠离子电池技术快速发展的关键之一。Sn基硒化物/氧化物因理论容量高、电压窗口合适等优势而受到研究者们的广泛关注。然而,充放电过程的转化-合金化反应引起的再结晶和应变将导致活性位点减少,且易造成电极材料粉碎并脱落,从而限制了Sn基氧化物/硒化物电极的实际应用。本论文通过碳包覆、中空纳米化、构建双金属异质结构等方式构筑了双金属异质结构的Sn O2/Mn2Sn O4@C和Mn Se/Sn Se@C纳米盒子,并研究了其锂/钠存储性能。主要研究内容如下:（1）通过共沉淀、水热、碳化（氩气中退火）等处理过程,制备了异质结构的多核壳Sn O2/Mn2Sn O4@C纳米盒子。该异质结构通过产生晶格畸变引入大量缺陷,提供了优异的电子/离子导电性和锂/钠离子存储电化学活性,从而显著提高了热力学稳定性。纳米盒子的中空结构和酚醛树脂基-碳壳能够防止电极材料体积膨胀和粉碎脱落。制备的Sn O2/Mn2Sn O4@C纳米盒子作为LIBs负极时,在2 A g-1的电流密度下,549圈测试后,具有400 m A h g-1的容量。该材料作为NIBs负极,在电流密度为0.2A g-1时,循环100次后,容量为203 m A h g-1。另外,以Sn O2/Mn2Sn O4@C（MSO）为负极材料,Li Fe PO4/Na3V2（PO4）3（LFP/NVP）为正极材料,全电池测试也展现了较好性能。（2）通过共沉淀、水热、硒化（氩气/氢气中退火）等处理过程,制备了异质结构的Mn Se/Sn Se@C纳米盒子。Mn Se/Sn Se异质结构的存在可以有效稳定反应产物（Sn和Li2Se/Na2Se）,防止纳米Sn的粗化,增强合金化反应的可逆性。分析表明,Sn Se与酚醛树脂基-碳壳之间存在较强电子耦合的Sn-C和Se-C化学键,为充放电过程提供快速的电子传输通道。碳包覆可以缓解体积膨胀,避免活性物质脱落,进一步增强循环稳定性。Mn Se/Sn Se@C作为负极材料应用于锂电池时,在电流密度为0.5 A g-1时,进行900圈测试后,容量稳定在557 m A h g-1。
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