【摘 要】
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锡基化合物理论比容量高(＞650 m A g-1),储量丰富、价格低廉、环境友好,是很有发展前景的锂离子电池负极材料。然而,这类材料的本征电导率低,在充/放电过程中存在较大的体积变化,易团聚、粉化、脱落,储锂性能快速衰减。为解决此难题,本文采用静电组装、溶剂热等方法将高导电性的柔性MXene纳米片与锡基化合物进行复合,并通过结构优化,制备了几种高性能锡基锂离子电池负极材料。（1）通过静电组装和热处
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锡基化合物理论比容量高(＞650 m A g-1),储量丰富、价格低廉、环境友好,是很有发展前景的锂离子电池负极材料。然而,这类材料的本征电导率低,在充/放电过程中存在较大的体积变化,易团聚、粉化、脱落,储锂性能快速衰减。为解决此难题,本文采用静电组装、溶剂热等方法将高导电性的柔性MXene纳米片与锡基化合物进行复合,并通过结构优化,制备了几种高性能锡基锂离子电池负极材料。（1）通过静电组装和热处理制备了少层MXene纳米片包裹的中空锡酸锌立方体复合材料（h-ZnSnO3@MXene）。该法条件温和,在界面存在强M-O-Ti（M=Zn、Sn）键。MXene能显著提高复合材料导电性,缓冲ZnSnO3在充/放电过程中的体积变化。用作锂离子电池负极时,h-ZnSnO3@MXene复合电极具有高的可逆容量、良好的倍率性能和大电流下的长期循环稳定性。在100 m A g-1的电流密度下循环200圈后可逆容量为1268 m Ah g-1;在5 A g-1的电流密度下可逆容量为420 m Ah g-1;在2 A g-1的电流密度下循环2000圈后可逆容量为763 m Ah g-1,高于目前已报道的ZnSnO3基负极材料。（2）通过“甲酰胺辅助”一步溶剂热合成了超高产率的少层二硫化锡纳米片。该法高效、清洁,符合绿色化学理念。将二硫化锡纳米片与MXene进行机械组装制得了二硫化锡纳米片/MXene复合材料（SnS2NSs/MXene）。SnS2 NSs与MXene逐层堆叠能有效阻止各自的堆垛。用作锂离子电池负极时,SnS2 NSs/MXene复合电极具有高的可逆容量、优异的倍率性能和循环性能。在100 m A g-1的电流密度下循环200圈后可逆容量为942 m Ah g-1;在5 A g-1的电流密度下可逆容量为504 m Ah g-1;在3 A g-1的电流密度下循环400圈后可逆容量为572 m Ah g-1。（3）通过溶剂热法制备了三明治状SnS2纳米颗粒/MXene复合材料（SnS2NPs/MXene）。SnS2NPs通过Ti-S键紧紧地嵌在MXene层间。MXene能显著提高复合材料导电性,缓冲SnS2在充/放电过程中的体积变化。SnS2NPs夹在MXene层间能抑制MXene的堆垛。用作锂离子电池负极时,SnS2NPs/MXene复合电极具有高的可逆容量、强倍率性能和大电流下的长期循环稳定性。在100 m A g-1的电流密度下循环200圈后可逆容量为931 m Ah g-1;在5 A g-1的电流密度下可逆容量高达566.5 m Ah g-1;在2 A g-1的电流密度下循环2000圈后可逆容量为646m Ah g-1。
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