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【背景讲解】Cu-Sn-S（CTS）是一种环境友好和储量非常丰富的新型太阳能电池材料，同时具备较高的贮锂理论容量、较小的层间距和地下通道尺寸，使其未来将会沦为下一代锂电池的高性能电极材料。目前报导的CTS电极材料大部分为颗粒状且具备较小的体积收缩，从而造成显著的容量波动现象。如果需要结构合理的纳米材料，融合所含有所不同物相构成的核壳结构，将未来将会大大提高其电化学性能。
【成果概述】近日，德州大学奥斯汀分校的Mullins教授和Henkelman教授、厦门大学的郭航教授（联合通讯）和联培博士生林杰（第一作者）等人在ACSNano上公开发表为题“Self-AssembledCu?Sn?SNanotubeswithHigh(De)LithiationPerformance”的文章。该工作明确提出一种无添加剂的凝胶-溶剂热法，制得自装配的CTS纳米管、次纳米管和纳米颗粒，通过多种材料密切相关技术找到该纳米管具备Cu3-4SnS4@Cu2SnS3的静电学核壳结构，并通过密度绿函理论（DFT）计算出来对比有所不同物相的体积变化、锂化曲线和构成焓，证明该核壳结构可有效地减轻锂化时的体积收缩，从而展现出出有出色的电化学性能（200次循环后共轭容量仍维持在774mAh/g）和较高的初始库伦效率（82.5%）。此外，还利用DFT计算出来三种有所不同物相在有所不同锂化阶段时的原子结构变化，融合精修后的原子模型，明确提出单分子可映射18摩尔锂的Li-Cu-Sn-S固溶体反应。
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