碳纳米纤维结构异质结构作为钠离子电池负极材料的最新研究进展

　　J. Mater. Chem. A：电纺一维碳纳米纤维结构/异质结构作为钠离子电池负极材料的最新研究进展
　　DOI: 10.1039/D0TA03963B
　　钠离子电池（SIBs）作为大规模储能系统的有前途的候选者，其实际应用受到较低能量密度的限制。这就要求设计具有高比容量、优异循环耐久性和低成本的阳极。在此，本文综述了一维结构/异质结构碳纳米纤维（CNFs）的制备方法，它们通常是由简单、低成本和可扩展的静电纺丝技术合成的，为开发SIBs阳极材料奠定了基础。描述了CNFs的结构和化学方面的合理设计，包括构建交联结构和多孔结构以及杂原子掺杂，然后举例说明了如何深刻理解CNFs作为异质结构中的碳基质，从而为具有高理论容量的阳极材料（合金和金属硫属化物）的电导率、电化学活性和循环稳定性提供基本见解。在此基础上，研究者总结了通过静电纺丝设计基于一维碳纳米纤维材料的关键问题、挑战和研究方向。
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　　图1.（a）静电纺丝的基本设置；（b）高速视频拍摄的典型静电纺丝喷嘴的照片，显示了喷嘴的弯曲不稳定性。（c）显示静电纺丝射流路径的图。
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　　图2.（a）PCNF的SEM图像。（b）基于各种PAN/PS重量比的多通道纳米纤维的示意图和TEM图像，比例尺，200 nm。（c）具有管中纤维结构的SnO2纳米管的形态。（d）横截面Si/po-C@C的SEM图像。（e）封装在多孔多通道碳微管中的Sn纳米颗粒的横截面SEM图像。（f）三通道微管的SEM图像。
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　　图3.（a）CNFs和（b）交联CNFs的SEM图像；（c）交联CNFs的TEM图像；（d）在Cu-PVP-NFs膜的交联点处Cu离子和PVP分子之间的配位示意图；（e，f）所制备样品的速率性能和长期循环性能。
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　　图4.（a）独立的柔性P-CNFs电极的照片；（b）P-CNFs的TEM显微照片；（c）P-CNF电极在0.2 C下的循环性能；（d）P-CNFs中钠储存机制的示意图。
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　　图5.（a）NCNFs-IWNC的制备过程示意图；（b）NCNFs-IWNC的TEM图像和（c）HR-TEM图像。
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　　图6.（a）Sn NDs@PNC纳米纤维的制备过程示意图；（b）初纺PAN/PMMA/SnCl2纤维的数码照片；（c）Sn NDs@PNC、较低的Sn含量（L-Sn@PNC）和较高的Sn含量（H-Sn@PNC）电极的速率能力和循环性能，插图：300次循环后Sn NDs@PNC电极的SEM、TEM和HRTEM图像。
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　　图7.（a）P/CFs@RGO的合成过程示意图；（b）P/CNF和（c）P/CFs@RGO复合材料的TEM图像；（d）所制备样品在50 mA g-1下的循环性能；（e）P/CFs@RGO电极的速率能力。
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　　图8.（a）钠离子扩散位点和（b）Na+在三个通道中扩散的迁移活化能；（c）在5 A g-1下的循环性能，以及（d）N/S-TO-C、TO-C和TO电极的倍率能力。
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　　图9.（a）制备独立的Fe2O3@NPCNFs电极的示意图；（b）Fe2O3@NPCNFs的TEM图像和（c）元素图；（d）2000 mA g-1时的循环性能。
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　　图10.（a）NC@SnO2的合成过程示意图；（b）NC@SnO2的SEM图像和（c-d）TEM图像。（e-h）SnOx/CNF/CNT复合材料的TEM图像；（f）中的圆圈表示壳层的SnOx颗粒。
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　　图11.（a）TEM-BF显微照片；（b）基于TEM建模研究的示意图；（c）MoS2电极的高倍率性能。（d）MoS2电极的循环性能。黑球：充电；灰球：放电。
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　　图12.（a）FeS2@CF-NS的合成过程和结构优势的示意图；（b）FeS2@CF-NS电极在电流密度为5 A g-1下的速率性能和（c）循环性能。
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　　图13.（a）MoSe2纳米片/CNFs复合物的形成机理；（b-d）MoSe2纳米片/CNFs的HR-TEM图像；（e）多孔MoSe2/C纳米纤维和花形MoSe2的循环耐久性。
　　链接地址：http://www.espun.cn/News/Detail/43311
　　文章来源：易丝帮