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Facile Mechanochemical Synthesis of Nano SnO_2/Graphene Composite from Coarse Metallic Sn and Graphite Oxide: An Outstanding Anode Material for Lithium-Ion Batteries

机译：粗金属锡和氧化石墨快速机械化学合成纳米SnO_2 /石墨烯复合材料：锂离子电池的杰出阳极材料

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A facile method for the large-scale synthesis of SnO_2 nanocrystal/graphene composites by using coarse metallic Sn particles and cheap graphite oxide (GO) as raw materials is demonstrated. This method uses simple ball milling to realize a mechanochemical reaction between Sn particles and GO. After the reaction, the initial coarse Sn particles with sizes of 3–30 μm are converted to SnO_2 nanocrystals (approximately 4 nm) while GO is reduced to graphene. Composite with different grinding times (1 h 20 min, 2 h 20 min or 8 h 20 min, abbreviated to 1, 2 or 8 h below) and raw material ratios (Sn:GO, 1:2, 1:1, 2:1, w/w) are investigated by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, field-emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The as-prepared SnO_2/graphene composite with a grinding time of 8 h and raw material ratio of 1:1 forms micrometer-sized architected chips composed of composite sheets, and demonstrates a high tap density of 1.53 gcm~(-3). By using such composites as anode material for LIBs, a high specific capacity of 891 mAhg~(-1) is achieved even after 50 cycles at 100 mAg~(-1).
机译：提出了一种以粗大的金属锡颗粒和廉价的氧化石墨（GO）为原料大规模合成SnO_2纳米晶体/石墨烯复合材料的简便方法。该方法使用简单的球磨来实现Sn颗粒和GO之间的机械化学反应。反应后，尺寸为3–30μm的初始粗Sn颗粒被转化为SnO_2纳米晶体（约4 nm），而GO被还原为石墨烯。具有不同磨削时间（1小时20分钟，2小时20分钟或8小时20分钟，缩写为以下1、2或8小时）和原料比例（Sn：GO，1：2、1：1、2：2）的复合材料图1，w / w）通过X射线衍射，X射线光电子能谱，场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究。研磨时间为8 h，原料比为1：1的制备后的SnO_2 /石墨烯复合材料形成了由复合片材组成的微米级结构碎屑，并显示出1.53 gcm〜（-3）的高振实密度。通过使用这种复合材料作为LIBs的负极材料，即使在100 mAg〜（-1）循环50次后，仍可实现891 mAhg〜（-1）的高比容量。

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