陕西科大以松树为原料制备PDCSnS2石墨烯薄膜，用于SIB

　　成果简介
　　开发超稳定性、高库仑效率和长寿命的钠离子电池（SIB）可以显著拓宽其实际工业应用。在这项研究中，本文，陕西科技大学材料学院杨艳玲教授团队等在《BatteryEnergy》期刊发表名为AnultrastablesodiumhalffullbatterybasedonauniquemicrochannelpinederivedcarbonSnS2reducedgrapheneoxidefilm的论文，研究提出了一种松树衍生的碳SnS2reduced氧化石墨烯SnS2rGO）具有快速离子电子传输微通道的膜用作SIB阳极，其表现出超高的稳定性和大跨度寿命。
　　从功能上看，具有约30m微碳通道和约1。2m厚碳壁的生物质PDCSnS2rGO薄膜可以同时提供快速电子传输路径和Na传输通道。同时，附着在PDC碳壁上的二维（2D）层状SnS2颗粒可以增加更多的Na接触点，缩短NaPF6电解液中的Na传输路径。为了避免SnS2在钠化过程中与PDC分离，具有良好导电性和柔韧性的rGO被包裹在SnS2外层，作为一件电子衣。当PDCSnS2rGO薄膜被用作SIB阳极时，在0。1Ag1条件下获得了约650mAhg1的高Na存储容量和在5Ag1条件下800次循环后获得了约99。8的超高库伦效率。此外，使用PDCSnS2rGO薄膜（阳极）和Na3V2（PO4）3（阴极）组装了一个SIB全电池，表现出约163。9mAhg1的高可逆容量和约99。7的库伦效率性能。本工作为生物质衍生碳在SIB中的应用提供了一个合理的设计策略，这可能会激发更多的生物质衍生材料研究。
　　图文导读
　　图1、PDCSnS2rGO薄膜的制备过程和内部结构图。
　　图2、A）生物质松木炭化前后的光学照片。（（B）PDC中的微孔碳通道模型。CE）PDC和（FH）PDCSnS2rGO不同程度的扫描电子显微镜（SEM）图像。I，J）PDCSnS2rGO的透射电子显微镜（TEM）图像。（K）PDCSnS2rGO的选择性电子衍射图案。（L）PDCSnS2rGO的SEM图像及其相应的能量色散光谱（EDS）的（M）C、（N）S和（O）Sn的元素分布。
　　图3、（A）PDCSnS2rGO薄膜的X射线衍射（XRD）图案。（B）PDC、PDCSnS2和PDCSnS2rGO薄膜的拉曼图案。（C）PDCSnS2rGO薄膜的X射线光电子能谱（XPS）全貌以及相应的（D）Sn3d、（E）S2p和（F）C1s光谱。（G）PDCSnS2rGO薄膜的N2吸附解吸等温线和（H）相应的孔径分布曲线。
　　图4、PDC、PDCSnS2和PDCSnS2rGO薄膜的电化学性能
　　图5、（A）PDCSnS2rGO薄膜的快速电子Na传达原理。（B）Na在NaPF6电解液中的解溶过程。（C）PDCSnS2rGO薄膜在充电和放电时的模拟图。这里，SEI是固体电解质界面的缩写。
　　图6、（A）以PDCSnS2rGO薄膜为阳极，Na3V2（PO4）3为阴极的SIB全电池的运行模型。（B，C）SIB全电池的光学照片，通过电极板的LED灯。（D）SIB全电池在0。1Ag1循环300次时的电化学特性。（E）SIB全电池分别在20、100、200和300次循环后的充电和放电曲线。
　　小结
　　在这项研究中，我们制备了一种具有快速离子电子传输微通道的可持续的PDCSnS2rGO薄膜作为超稳定、长跨度寿命的SIB阳极。这项工作为锡基生物质衍生材料的结构设计提供了策略，并为低成本的BDC材料在SIB中的应用提供了一种制备方法。
　　文献：
　　https：doi。org10。1002bte2。20220046