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Hierarchical SnS/SnS2 heterostructures grown on carbon cloth as binder-free anode for superior sodium-ion storage

阳极 异质结 材料科学 电化学 化学工程 储能 纳米技术 碳纤维 电极 离子 复合数 光电子学 复合材料 化学 冶金 量子力学 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 有机化学
作者
Jiamin Lu,Shuyang Zhao,Shaoxun Fan,Qian Lv,Jia Li,Ruitao Lv
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:148: 525-531 被引量:85
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2019.03.022
摘要

Sodium-ion batteries (SIBs) have attracted tremendous attention as next-generation high-performance and low-cost energy storage devices. However, achieving both high capacity and good cycling performance is still challenging. Tin sulfides are promising SIB anode materials but usually demonstrate a capacity much lower than theoretical values and suffer from large volume expansion during charge-discharge process. Herein, SnS/SnS2 heterostructures are vertically grown on carbon cloth substrates and used as a binder-free self-supporting anode, exhibiting a high Na+ storage capacity (>800 mAh g−1 at 200 mA g−1) and good cycling performance (>400 mAh g−1 after 1000 cycles at 1 A g−1). The excellent sodium-ion storage performance can be attributed to the enhanced charge-transfer kinetics by the SnS/SnS2 heterostructure, the hierarchical structure composed of uniform nanohoneycomb-like SnS/SnS2 structure and the carbon cloth as the self-supporting framework. The superior electrochemical performance by forming heterostructures may inspire the rational design of layered materials for high-performance SIB applications.
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