电纺钼基纳米复合纤维作为超级电容器负极材料的研究进展

　　上海大学刘浩Sustain. Mater. Technol.：电纺钼基纳米复合纤维作为超级电容器负极材料的研究进展
　　DOI: 10.1016/j.susmat.2021.e00302
　　超级电容器（SCs）具有功率密度高、充放电速度快、无记忆效应等优点，是一种潜在的储能器件。钼基材料由于其较高的理论比容量、优异的电化学活性以及高度可逆的氧化还原反应而被广泛用作赝电容器的活性电极材料。然而，Mo基材料严重的自聚集和巨大的体积变化会导致电化学过程中的容量急剧下降。通过静电纺丝技术合成的碳纳米纤维（CNFs）具有优异的机械强度和良好的导电性，是复合材料的理想基体。迄今为止，通过静电纺丝技术结合Mo基材料与CNFs在SCs中引起了广泛的关注。静电纺丝策略使Mo基材料均匀分散在CNFs中。所制备的具有良好柔性和优异化学性能的钼基纳米复合纤维可有效避免自聚集并增强电化学性能。本综述介绍了静电纺丝技术的基本过程和原理、制备具有特殊结构的CNFs以及各种Mo基纳米复合纤维的策略。此外，还总结了Mo基纳米复合纤维在SCs中的应用，以及钼基纳米复合纤维的研究现状和面临的挑战。
　　图1.基于多孔电极材料的EDLCs的示意图。
　　图2.静电纺丝实验装置的示意图。
　　图3.（a）MoS2@G/AC纳米纤维的合成过程示意图，包括静电纺丝、热处理和KOH活化。（b）不同复合材料的CV曲线，扫描速率为100mV/s。（c）通过BJH模型获得所制备电极材料的孔径分布。（d）所制备电极材料的比电容。（e）0.5-MoS2@G/AC纳米纤维的循环性能，插图显示了最后十次循环的恒电流充放电曲线。
　　图4.（a）中空核壳Co3O4@NiMoO4的制备过程示意图。（b）CO@NMO的氮气吸附/解吸等温线，插图显示了孔径分布曲线。（c）CO@NMO电极的CV曲线，扫描速率为5-100mV/s。（d）电流密度为0.5-20A/g时CO@NMO电极的恒电流充放电曲线。（e）CO@NMO、CO/C@NMO、NiMoO4和Co3O4电极在不同电流密度下的比电容。
　　图5.（a）通过静电纺丝制备Fe2MoC/CNFs复合材料的示意图以及所制备ASC钮扣电池装置的构造。（b）不同加热速率下Fe2MoC/CNFs的N2吸附等温线。（c）比较不同加热速率下Fe2MoC/CNFs电极的CV曲线。（d）Fe2MoC/CNFs电极在不同加热速率下的恒电流充放电曲线比较。（e）Fe2MoC/CNFs电极在不同加热速率下进行5000次循环的循环稳定性和库仑效率。（f）在不同电流密度和不同加热速率下Fe2MoC/CNFs电极的比电容保持率。（g）不同加热速率下Fe2MoC/CNFs电极的EIS谱。
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