Ag银纳米晶修饰的TiO2纳米管（TNT）阵列的合成研究

三维基底骨架和异质种子引导是调控金属锂沉积和**锂枝晶生长的两种**方法。本研究提出和构建了超小Ag纳米晶（7-10 nm）均匀电镀的3D TiO2纳米管（TNT）阵列作为锂金属沉积的受限空间宿主。

通过**的阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列（TNT），调控不同管径的纳米管阵列，研究发现较薄管壁的纳米管有利于锂的沉积。进一步采用阴极沉积法，通过两次短暂(每次1分钟)沉积快速实现均匀的**银纳米晶修饰，得到3D TNT-Ag阵列。调控实现对纳米管其固有的锂亲和力和较大的Li吸附能，这有利于Li的捕获。锂沉积效果发现，3D TNT-Ag阵列能够锂**诱导金属锂的限域沉积。 

图 2. (a, b) TNT的俯视图与截面SEM , (c, d) TNT-Ag的俯视图与截面SEM, (e) TNT-Ag的TEM ,(f) TNT-Ag的HRTEM, (g, h) Li沉积0.5 mAh cm-2于TNT-Ag的SEM.

从图2（a,b）中可以看出TiO2纳米管阵列为直径110nm，长约8um的整齐排列的纳米管组成。

图2（c,d）为Ag修饰后的TiO2纳米管阵列，如图所示，纳米管内外壁均有装饰均匀的银纳米颗粒，颗粒大小在7-10nm左右。

该复合基底结构中TiO2具有固有的锂亲和力和较大的Li吸附能，这有利于Li的捕获，而银纳米晶可以诱导锂金属在纳米尺度上进行选择性的成核，且表现出无成核势垒的特点，从而实现均匀的锂沉积并导入3D纳米管阵列，形成3D结构的金属锂阵列。半电池测试结果表明，这种二元结构TNT-Ag-Li负极在2 mAh cm-2容量（1 mA cm-2）经过300次循环后，仍可保持99.4％的高库仑效率。值得注意的是在Li对称电池中，在2mA h cm-2容量（1 mA cm-2）下，TNT-Ag-Li展现出2500h以上的长期循环寿命，且具有**的极化电压4mV。最后，将TNT-Ag-Li金属负极和商用LiFeO4正极匹配的全电池，明显表现出比商用金属锂片更**的性能，在5 C大倍率下表现115 mA h g-1 的高容量和**的稳定性，在500个循环中的库仑效率高达≈100％。

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以上资料来自西安齐岳生物小编zhn2020.12.30