厦门大学彭栋梁、德克萨斯大学奥斯汀分校Hang Guo和Buddie Mullins团队以氧化石墨烯为添加剂，通过简单的凝胶-溶剂热法，合成了富含Cu₄SnS₄的纳米粒子和纳米管的复合材料，并将其应用于薄且柔韧的锂金属电池。与富含Cu₂SnS₃的电极不同，富含Cu₄SnS₄的电极在200次循环后稳定地循环，具有~416mAh g^-1增强的转换容量（约52％的总容量）。研究者通过原位XRD分析了Cu-Sn-S电极的锂化/去锂化机制以及转化和合金化反应的电压范围；通过基于三种算法的DFT计算比较了三种Cu-Sn-S化合物的转化过程，阐明了Cu₄SnS₄电极增强的转化稳定性和优异的扩散动力学；通过原位/非原位表征，DFT计算和各种电化学测试揭示了Cu-Sn-S电极的反应途径和不稳定容量的根本原因。这项工作提供了基于多种锂化机制开发能源材料和功率器件的见解。

Jie Lin, Jin-Myoung Lim, Duck Hyun Youn, Yang Liu, Yuxin Cai, Kenta Kawashima, Jun-Hyuk Kim, Dong-Liang Peng, Hang Guo, Graeme Henkelman, Adam Heller, C. Buddie Mullins, Cu4SnS4-Rich Nanomaterials for Thin-Film Lithium Batteries with Enhanced Conversion Reaction, ACS Nano, 2019.

DOI: 10.1021/acsnano.9b05029

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b05029