科研人员以氯化钴和氯化锡为原料，通过一系列实验步骤合成了CoSnO₃。制备好的CoSnO₃与葡萄糖依次进行水热和煅烧，最终得到了CoSnO₃/C，制备过程如图1所示。

图1. 合成示意图：（a）形貌转变过程；（b）晶体结构转变过程。

从图2可以看出CoSn(OH)₆呈现出均匀的立方体形状，粒径大约在100 nm。经过在氩气氛围中煅烧后得到了CoSnO₃，虽然经过煅烧，CoSnO₃依然表现出立方体的均匀形貌，且粒径仍维持在100 nm左右。CoSnO₃经过与葡萄糖进行水热、煅烧后形成了CoSnO₃/C。从图中可以看出，尽管CoSnO₃/C仍然保持立方体的形状，但其表面变得粗糙，这可能是表面碳层导致的。

图2. 各步骤合成材料电镜图。

从XRD图（图3a）中可以明显地看到CoSnO₃和CoSnO₃/C均在30−40°之间有一个宽峰，呈现出无定形态。图3b为CoSnO₃/C的拉曼光谱图，从图中可以清晰地看到在1334 cm⁻¹和1595 cm⁻¹附近有两个峰，分别对应碳材料的D带和G带，证实了碳的存在。由BET（图3c）分析可知，CoSnO₃和CoSnO₃/C的比表面积分别为158.4 m² g⁻¹和106.4 m² g⁻¹，说明CoSnO₃/C有着较大的比表面积。从XPS（图3d）分析可知，CoSnO₃和CoSnO₃/C位于531 eV附近的拟合峰对应氧空位。

图3.（a）CoSnO₃和CoSnO₃/C的XRD图；（b）CoSnO₃/C的Raman图；（c）CoSnO₃和CoSnO₃/C的氮气吸附−脱附曲线；（i）CoSnO₃和CoSnO₃/C的O 1s high-resolution XPS spectrum图。

图4a为CoSnO₃/C在电压范围为0−1.8 V和扫速为0.1 mV s^-1下的循环伏安曲线。如图4b所示，在电流密度为0.1 A g^-1时，CoSnO₃/C的首周放电比容量达到了292.1 mAh g^-1，100周循环后放电比容量为237.1 mAh g^-1。如图4c所示，在电流密度为1 A g^-1时，首周放电比容量达到了109 mAh g^-1，500周循环后放电比容量为112 mAh g^-1。图5为Al−CoSnO₃/C的电池结构模型图。

图4.CoSnO₃/C作为可充电铝电池正极材料的电化学性能。（a）循环伏安曲线；（b）0.1 A g⁻¹循环性能；（c）1 A g⁻¹循环性能。

图5.Al−CoSnO₃/C的电池结构模型图。

相关成果以“CoSnO₃/C nanocubes with oxygen vacancy as high-capacity cathode materials for rechargeable aluminum batteries”为题发表在Green Energy & Environment期刊，通讯作者为北京理工大学吴川教授。