Rooting binder-free tin nanoarrays intocopper substrate via tin-copper alloying for robust energy storage
在可充离子电池制备过程中，一般要添加3%-10%的聚合物粘结剂来维持电极结构的稳定性。这些粘结剂是电子的不良导体而且呈电化学惰性，因而严重影响了电极的电化学性能。如果采用无粘结剂构造，则可以显著地提升电极的能量和功率密度。不过，无粘结剂电极通常存在着与基底接触不牢固、电极容易脱落的问题，无法承受长期的充放电循环。
近期，李亮和倪江锋团队开发了一种新型的无粘结剂电极构建技术，通过现场合金化反应在电极与衬底之间生成电化学惰性的“导电胶水”，从而极大地提升了无粘结剂电极的电化学循环稳定性，为高性能电极的构建提供了新的思路。该项工作最近发表在Nature Communications期刊 (Nat. Commun. 2020, 11,1212)。
课题组采用电化学沉积技术在金属Cu基底上生长了Sn的三维纳米片阵列，进一步的低温热处理会在Cu基底与Sn纳米片之间生长CuSn合金。HAADF-STEM和XAS证明，由于Cu、Sn原子的互扩散，CuSn合金甚至分布于整个Sn电极。与其他研究不同的是，CuSn合金在储钠过程中是并不参与电化学反应，只是充当“导电胶水”，从而大幅度地提升了三维Sn电极的循环稳定性。结合电化学测试和原位同步辐射XRD，课题组对此现象进行了深入的分析和阐述。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-15045-x
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