锡锑（SnSb）合金材料具有高理论容量、高电导率、低反应电位等优点，是当前研究最为广泛的锂/钠离子电池负极材料之一。然而，SnSb合金负极材料在嵌脱金属离子过程中巨大的体积效应导致电极材料粉化失活，从而导致其循环性能不尽人意。
　　
　　针对上述问题，目前SnSb合金负极材料的主要改性和缺陷调控方法有结构设计、与碳材料复合、三元合金材料等方面。
　　
　　1、结构设计
　　
　　在锂/钠离子电池中设计纳米化的负极材料能够有效增加合金颗粒的比表面积、缩短Li+/Na+的扩散距离、使活性材料能够充分参与反应，同时也能够在一定程度上缓解再循环过程中体积变化带来的负面影响，提高电极的循环稳定性。
　　
　　纳米化SnSb合金颗粒的高表面积导致的高表面活性，使得SnSb合金在循环过程中逐渐团聚和生长，造成电极的循环性能变差。此外，由于SnSb合金负极材料在循环过程中体积变化较大，需要不断消耗电解液形成新的SEI膜，造成不可逆容量的损失。为了进一步提高负极材料的结构和循环稳定性，在纳米化的基础上，有研究人员直接对SnSb合金进行了多孔化结构设计。MA等以Mg90Sn5Sb5为前驱体，利用酒石酸溶液(2wt%)进行化学脱合金制备得到了纳米多孔SnSb合金结构，该结构具有纳米级相互连接的多孔，将其作为钠离子电池负极材料，具有优异的循环稳定性和倍率性能。
　　
　　2、碳材料复合
　　在众多负极材料中，碳材料如碳纳米纤维、石墨烯等结构具有优异的稳定性，因此常被用作锂/钠离子电池改性。将SnSb纳米合金颗粒封装、分散于碳材料中，不但可以避免嵌脱锂/钠过程中颗粒的迁移及其团聚生长问题，还可以缓解SnSb合金嵌脱金属离子所导致的体积膨胀-收缩效应，这有益于在复合材料与电解液之间形成稳定的SEI膜。
　　
　　此外，由于Sn、Sb的熔点较低，在制备过程中很容易熔化再结晶，形成尺寸较大的颗粒，但利用碳材料的孔洞结构也可以有效地避免SnSb纳米合金颗粒团聚问题，实现SnSb纳米合金颗粒的均匀分散，降低了制备难度。
　　
　　3、三元合金材料
　　SnSb合金作为负极材料在嵌脱金属离子过程中，体积容易发生变化导致电极开裂和粉化，因此，SnSb合金作为离子电池负极材料仍然存在很大的问题。目前，对SnSb合金改性的常见方法之一是引入非活性金属元素。SnSb合金与引入的第三种元素形成金属间化合物，这种合金负极材料能够对体积膨胀起到一定的抑制作用，提高电极的循环性能。其中，常用的非活性金属有Ni、Cu、Fe等元素，它们与锂/钠不发生反应，这样锂/钠嵌入SnSb合金时，由于非活性金属的可延性，能使体积变化大大减小，从而提供了稳定的结构。
　　
　　尽管以上方法都取得了很大进展，但用于锂/钠离子电池的SnSb合金负极材料的开发、超小SnSb纳米颗粒及其结构合成目前仍处于实验室水平。
　　
　　未来的研究应当立足于以下方面：从理论和试验两个方面揭示SnSb合金负极的电化学反应机制，通过有限元计算、原位透射电子显微镜、拉曼、X射线衍射等测试揭示SnSb合金负极失活机理，探究尺寸控制、结构设计等多方面的协同作用，以期获得优异的电池性能；设计基于SnSb合金负极材料的全电池研究，匹配合适电解液、正极材料参数；开发、优化工艺，从而降低材料制备的成本；优化和探索SnSb合金与碳材料进行复合的制备工艺，掌握SnSb合金形貌和尺寸等参数对于负极材料电化学性能的影响规律和机制。
　　
　　资料来源：《陈鑫阳,姚天浩,王红康.锂/钠离子电池锡锑合金负极材料改性的研究进展[J].电气工程学报,2022,17(03):2-11》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！