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Sn4P3复合纳米材料的可控制备及其钠离子电池性能研究
结题报告
批准号:
51602263
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
杨霞
依托单位:
学科分类:
E0205.无机非金属基复合材料
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王会军、马晶晶、李琴
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中文摘要
Sn4P3材料作为钠离子电池负极具有成本低、理论容量高和放电平台低等优势,是目前钠离子电池研究的热点。然而Sn4P3材料结构难以控制并且导电性差,在充放电过程中体积膨胀严重,因此,其钠离子电池能量密度和循环性能急需进一步提高。本项目提出利用苝四甲酸二酐(PTCDA)、空心SnO2、金属有机框架化合物(MOFs)等,控制合成一系列核壳Sn4P3-C复合纳米材料来构建钠离子电池负极。本项目旨在控制合成Sn4P3复合纳米材料,既增强Sn4P3的导电性又缓冲其在充放电过程中的体积膨胀,从而有望获得高能量密度和良好循环性能的钠离子电池负极。通过探讨钠离子电池性能与Sn4P3-C复合纳米材料结构的关系,建立提高Sn4P3材料钠离子电池性能的新方法。本项目不仅对Sn4P3复合纳米材料的控制合成及其在钠离子电池负极的研究具有开创性的意义,而且能为钠离子电池的机理研究提供理论和实践依据。
英文摘要
Tin phosphide based materials is a hot research area for anodes of sodium ion batteries due to their advantages of low cost, high theoretic capacity and low discharge potential plateau. However, the capacity and cyclic performance of tin phosphide based sodium ion batteries need to be further improved due to the hardly controlled structures, bad conductivity and large volume expansion during the discharge/charge process. In this proposal, we put forward to employ perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride(PTCDA), hollow SnO2, metal organic frameworks(MOFs) to synthesize series of core-shell Sn4P3-C composite materials for anodes of sodium ion batteries. The aim of this proposal is controllable synthesis of tin phosphide based materials, which not only enhances their conductivity but also buffers their volume expansion during the discharge and charge process, in order to obtain high energy density and good cyclic performance sodium ion batteries. Through study on the relationship between the performances of sodium ion batteries and the structure of Sn4P3-C composite nanomaterials, we can build new efficient ways for improving the performance of sodium ion batteries. This project may have prominent significance on the design of Sn4P3 based composite materials and their application on sodium ion batteries. Moreover, it may supply theoretic and practical support for study on mechanism of sodium ion batteries.
近年来,商业化的碳材料已经不能满足日益增长的人们对电池性能的需求,因此,锂离子电池负极材料是研究的热点之一。其中,金属氧化物及金属磷化物由于其理论容量较高,成为科研工作者们大量研究的材料。本项目通过采用金属有机框架材料(MOFs),双金属氢氧化物(LDHs),苝甲酸二酐(PTCDA)等作为前驱体,合成一系列无机纳米材料如多孔ZnO/ZnFe2O4复合物, 片状Fe2O3/还原石墨烯,石榴状CuxSny/Sn/SnO2, 管状MnO/Cp, CoMn2O4纳米颗粒等作为于锂离子电池负极材料,电池循环性能和倍率性能良好。通过采用钼酸盐和多巴胺复合物,普鲁士蓝,SnO2空心球等作为前驱体,合成一系列复合纳米材料如MoO2-Mo2C-C微球, Fe2O3-C-Ag纳米方块,C@SnO2/Sn/空心@C空心球等,获得电化学性能优良的电池负极。此外, 通过以MoO2纳米球,金属有机框架化合物、三维N掺杂的C为模版合成了MoP-C纳米球, FexP-C空心纳米立方块,SnxPy/C作为锂离子电池负极材料,碳层结构有效缓冲了材料在充放电过程中的体积膨胀,提高了材料的循环性能。该项目探讨了负极材料的结构与性能的关系,建立了提高负极材料性能的新方法,为电池机理研究和性能的提高提供理论和实践依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A SERS biosensor with magnetic substrate CoFe2O4@Ag for sensitive detection of Hg2+
具有磁性基底 CoFe2O4@Ag 的 SERS 生物传感器,用于灵敏检测 Hg2
DOI:10.1016/j.apsusc.2017.04.106
发表时间:2017
期刊:Applied Surface Science
影响因子:6.7
作者:Yang Xia;He Yi;Wang Xueling;Yuan Ruo
通讯作者:Yuan Ruo
DOI:10.1039/c8qi00243f
发表时间:2018-06
期刊:Inorganic Chemistry Frontiers
影响因子:7
作者:Yang Xia;Li Qin;Wang Huijun;Feng Jing;Zhang Min;Yuan Ruo;Chai Yaqin
通讯作者:Chai Yaqin
Preparation of porous ZnO/ZnFe2O4 composite from metal organic frameworks and its applications for lithium ion batteries
金属有机骨架多孔ZnO/ZnFe2O4复合材料的制备及其在锂离子电池中的应用
DOI:10.1016/j.cej.2016.09.071
发表时间:2017-01-15
期刊:CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
影响因子:15.1
作者:Yang, Xia;Xue, Hongtao;Lee, Chun-Sing
通讯作者:Lee, Chun-Sing
Strong Electrochemiluminescence from MOF Accelerator Enriched Quantum Dots for Enhanced Sensing of Trace cTnI
MOF 加速器富集量子点产生的强电化学发光可增强痕量 cTnI 的传感
DOI:10.1021/acs.analchem.7b05137
发表时间:2018-03-20
期刊:ANALYTICAL CHEMISTRY
影响因子:7.4
作者:Yang, Xia;Yu, Yan-Qing;Zhuo, Ying
通讯作者:Zhuo, Ying
Partially reduced Sb/Sb2O3@C spheres with enhanced electrochemical performance for lithium ion storage
具有增强锂离子存储电化学性能的部分还原Sb/Sb2O3@C球
DOI:10.1016/j.matchemphys.2018.04.027
发表时间:2018-07-01
期刊:MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
影响因子:4.6
作者:Yang, Xia;Ma, Jingjing;Yuan, Ruo
通讯作者:Yuan, Ruo
新型改性有机框架材料作为拉曼增强基底用于microRNA的检测
  • 批准号:
    CSTB2023NSCQ-MSX0170
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    杨霞
  • 依托单位:
框架核酸结构调控液-液界面纳米金自组装构建SERS核酸分析新方法
  • 批准号:
    22174114
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    杨霞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金