对于材料科学的研究者来说，克根达尔效应（KirkendallEffect）一定不是一个陌生的概念——在两种沸点不同的材料接触并发生互扩散的过程中，界面处出现空洞就是典型的由克根达尔效应引起的现象；而硒化锡（SnSe）则是一种目前研究较为热门的一种极具潜力的热电材料。这两个名词看起来关系不大，但如果将它们结合起来，并运用到电化学储能上，你会不会感觉世界真奇妙？实际上，研究者已经利用克根达尔效应制备了不同形貌的空心金属硫化物、硒化物、氧化物材料等，其中铜系、锌系、锡系均有报道，其中虽然提到克根达尔效应，但其中对过程的研究还不够透彻。

二氧化锡SnO2是一种储锂性能较好的氧化物。近日，韩国高丽大学（KoreaUniversity）和建国大学（KonkukUniversity）的研究者采用巧妙的两步制备方法，获得了一种SnO2空心纳米饼（hollow SnO2nanoplates），这种SnO2饼状颗粒的大约处在80 nm~240 nm的尺度，具有良好的储锂性能。同时，文章还研究并提出了形成氧化物空心结构的一种新的转变机制。 　　

图1SnSe-Se-C核壳结构颗粒（左）与SnO2空心颗粒（右）的TEM照片 

为测试这种SnO2材料的电化学性能，研究者将其组装为半电池及全电池（正极材料为锰酸锂LiMn2O4）。测试结果表明，SnO2电极材料的循环和倍率性能都较好，半电池在5A/g的大电流下，次圈比容量达到598mAh/g，600圈后仍剩余84%；全电池在1 A/g电流下，比容量可达到~400 mAh/g（按负极质量计算）。 　　

图2SnO2半电池的电化学性能 

文章对SnO2空心纳米饼的形成过程进行了详细的分析。其制备方法可概括为：将锡源（Sn(Oct)2）、硒源（SeO2）、碳源（PVP）混合溶解，在较高温度下喷雾热解（~900℃），得到SnSe-C纳米小颗粒；此后只需在氧化气氛下再次退火（~600℃），即可得到前面所说的SnO2空心纳米饼。如图1所示，喷雾热解过程中，前驱体颗粒在还原气氛下热解得到SnSe-C颗粒，其中SnSe为非晶态，且Se过量。此后，在持续保温过程中，SnSe由外到内发生合金化反应形成纳米晶，在此期间逐渐消耗内部的Sn，最终形成SnSe-Se-C核壳结构。在O2气氛下加热SnSe-C颗粒，其中的Sn和Se的扩散逐渐加速，速率差逐渐显现（Sn>Se>O2），因此Sn进一步向外扩散，在表面形成SnO2覆层，逐渐形成SnO2-Se的核壳结构；在进一步的氧化过程中，内部的Se开始向外扩散，被氧化成气态的SeO2逸散。另外，热解时形成的碳包覆层阻止了纳米饼的团聚，使其保持在纳米颗粒的尺度；碳包覆层最后完全氧化消失，得到SnO2空心纳米饼。　　

　　图3SnO2空心纳米饼的制备过程示意图 

文章通过巧妙设计，综合运用了喷雾干燥、热解碳包覆以及合金中的克根达尔效应等方法，得到了较为理想的金属氧化物空心纳米颗粒的结构，并对其形成机理做了较深入的分析。这或许对类似的氧化物材料的合成能起到一定的启发作用，在电化学储能领域尤其适用。

相关研究成果在线发表于知名期刊Advanced FunctionalMaterials上。（G.D. Park, J. K. Lee*, and Y. C. Kang*. Synthesis of Uniquely Structured SnO2 Hollow Nanoplatesand Their Electrochemical Properties for Li-Ion Storage.Advanced Functional Materials. DOI: 10.1002/adfm.201603399.）

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