锂与锡氧化物复合材料反应的电化学及原位X射线衍射研究

我们报告了对多种基于锡氧化物的化合物的电化学和原位X射线衍射实验；SnO、SnO2、Li2SnO3和SnSiO3玻璃，作为可充电锂离子硬币电池中锂金属的相对阴极。这些材料表现出约1000 mAh/(g Sn)的放电容量，这与每个锡原子的合金化容量限制4.4个锂原子或991 mAh/(g Sn)一致。这些材料还表现出显著的不可逆容量，范围从200 mAh/(g active)到700 mAh/(g active)。对这些材料进行的原位X射线衍射实验表明，通过引入锂，锂氧化物和锡首先形成，随后形成各种Li-Sn合金相。当锂被去除时，原始材料不会重新形成。最终组成是金属锡，推测与无定形锂氧化物混合。起始材料中的锡氧化物中的氧与锂不可逆结合形成无定形Li20基体。Li-Sn合金化过程非常可逆；也许是由于形成这种锂基体，有助于保持电极颗粒的机械连接。