金屬氧化物/石墨烯雜化材料已被認為是下一代鋰/鈉離子電池的有希望的負極。但是，在溶液移動過程中不可避免地發生石墨烯納米片（GNs）的π-π重堆積，始終阻礙其性能增強。為了解決這個問題，我們基于一種簡便的冷淬火技術開發了一種單分散的GN/SnO
2雜化材料。由于雜化石墨烯納米片明顯起皺的表面特征，其再堆疊行為受到抑制，并且單分散狀態得到很好的維持。還發現混合物中SnO
2的含量在GNs的皺紋結構演變中起關鍵作用。得益于GNs的單分散狀態和SnO
2納米顆粒（NPs）的均勻分散性，合理的結構設計，該混合電極材料用作鋰離子電池的負極材料時，在200次循環后，在100 mA/g下表現出1147 mAh/g的高可逆容量，并具有良好的倍率性能（在1000 mA/g時為759 mAh/g）。用于Na離子電池時，GN/SnO
2電極可表現出高可逆容量（在100 mA/g時為314 mAh/g），并表現出穩定的長期循環穩定性，并在500個循環后具有77％的良好容量保持率。這項工作為解決常見的石墨烯基復合材料的再堆疊問題提供了一條有效途徑，這對于探索其他NPs/石墨烯材料用于催化、氣體傳感器和電化學能量存儲等具有普遍意義。
Figure 1. SnO
2/MG納米復合材料的制備示意圖。
Figure 2. SnO
2/MG-20復合材料的SEM圖像（a,b），TEM圖像（c）（插圖：相應的SAED模式）和（d）HRTEM圖像
Figure 3. （a）前五個循環的CV曲線；（b）SnO
2/MG-20電極在電流密度為100 mA/g時的恒電流放電-充電曲線；（c）在100 mA/g的電流密度下，SnO
2和具有不同石墨烯含量的SnO
2/MG電極的循環性能；（d）在不同電流密度下的倍率性能；（e）在2000 mA/g下，SnO
2/MG-20電極下的循環性能。
Figure 4. SnO
2/MG-20復合材料在2000 mA/g下循環200次后的TEM（a），HRTEM圖像（b）和XRD圖（c）
Figure 5. 用于SIB的SnO
2/MG-20電極的電化學性能。（a）恒電流放電/充電曲線;（b）最初五個周期的CV曲線；（c）在100 mA/g電流密度下，不同SnO
2/MG樣品的循環性能。（d）在各種電流密度下的倍率性能。（e）電流密度為1000 mA/g時的循環性能。
相關研究成果于2020年由山西大學Yun Zhao課題組，發表在Journal of Alloys and Compounds（2020, 821, 153506）上。原文：Highly monodispersed graphene/SnO
2 hybrid nanosheets as bifunctional anode materials of Li-ion and Na-ion batteries。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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