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Controllable construction of yolk–shell Sn–Co@void@C and its advantages in Na-ion storage

Rare Metals 2021年第9期40卷 2392-2401页

作者： Shuang Liu Xin-Ze Li Bin Huang Jian-Wen Yang Quan-Qi Chen Yan-Wei Li Shun-Hua Xiao Guangxi Key Laboratory of Electrochemical and Magneto-Chemical Functional Materials College of Chemistry and BioengineeringGuilin University of TechnologyGuilin 541004China

In the family of anodes for sodium-ion batteries,alloy-type anodes possess higher theoretical specific capacity than carbon anodes. The theoretical specific capacity of metallic Sn is 847 mAh·g^(-1). However, the tinbased material undergoes a large volume expansion during the sodium-ion intercalation process, which leads to the crack and pulverization of the electrode, consequently resulting in a significant capacity loss. In this paper, a yolk–shell-structured Sn–Co@void@C composite composed of a Sn–Co alloy core, a carbon shell and void space between the core and shell is designed and *** with the carbon-encapsulated SnCo without void space(Sn–Co@C) and carbon-encapsulated pure Sn core shell with void space(Sn@void@C), this composite exhibits improved reversibility, cyclic performance and rate capability. This work highlights the important roles of Co in the alloy and the void space between the core and the shell. The former can not only buffer the volume expansion of Sn, but also act as an electrical conductor. The void space can further tolerate the volume expansion of the Sn–Co core. Owing to this unique microstructure, the Sn–Co@void@C composite shows an initial reversible capacity of 591.4 mAh·g^(-1), at a current density of50 mA·g^(-1). After 100 charge/discharge cycles at100 mA·g^(-1), the composite still delivers 330 mAh·g^(-1).

关键词： Nanocomposites Yolk-shell structure tin-based alloys Anodes Sodium-ion batteries

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