静电纺丝FeP2PC纳米纤维异质结及其在锂钠离子电池中的应用

　　静电纺丝FeP2/P/C纳米纤维异质结用作高性能锂/钠离子电池的自支撑负极材料
　　DOI: 10.1016/j.electacta.2021.139682
　　FeP2和P具有较高的理论容量，是很有前途的锂离子和钠离子储存负极材料。但较差的导电性和严重的体积膨胀限制了其实际性能。在此，研究者制备了一种由直径为150.0-200.0nm的FeP2、P和C异质结构纳米纤维组成的柔性自支撑负极材料（命名为FeP2@CNs-700）。分散良好的FeP2纳米粒子和无定形磷被限制在碳纳米纤维骨架中，这增强了材料的电子/离子传输和结构稳定性。因此，FeP2@CNs-700显示出高容量（在0.1A/g时锂离子电池的容量为1132.2mAh/g，在0.1A/g时钠离子电池的容量为680.8mAh/g），优异的循环稳定性（500次循环后LIBs在0.5Ag下的容量保持率为84.6%，400次循环后SIBs在1.0A/g下的容量保持在300.1mAh/g），出色的倍率性能（锂/钠离子电池在10.0A/g高电流密度下的对应值分别为461.2/227.9mAh/g）以及较高的初始库仑效率（LIBs为87.3%，SIBs为74.5%），是一种有希望的高容量负极候选材料。
　　图1.（a）Fe@CNs-700和（b）FeP2@CNs-700的扫描电子显微镜（SEM）图像。（c,e）FeP2@CNs-700的透射电子显微镜（TEM）图像。（d,f）FeP2@CNs-700的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）图像。（g）FeP2@CNs-700的超级能量色散X射线光谱（EDS）。
　　图2.（a）Fe@CNs-700和FeP2@CNs-700的X射线衍射和（b）拉曼光谱。（c）Fe@CNs-700和FeP2@CNs-700的热重（TG）分析。
　　图3.（a）FeP2@CNs-X（X=600/700/800/900）的倍率性能。（b）FeP2@CNs-700、FeP2@CNs-800和FeP2@CNs-900在0.5A/g电流密度下的长期循环性能（CE：库仑效率）。
　　图4.（a-c）FeP2@CNs-700的X射线光电子能谱（XPS）（分别在0.1A/g下首次充电/放电至2.7/0.02V）。
　　图5.（a）FeP2@CNs-700在0.02-2.7V范围内于0.1mV/s下的代表性循环伏安（CV）曲线（初始CV曲线）。（b）FeP2@CNs-700电极在0.1A/g时的初始放电-充电曲线，（c）FeP2@CNs-700电极在特定峰值电流下的Log（i）与log（v）曲线。（d）FeP2@CNs-700电极在第二个循环中的离子扩散系数。
　　图6.（a）全电池（LiFePO4为正极，FeP2@CNs-700为负极）的循环稳定性。（b）全电池的充放电曲线（1.5-4.3V），（c）组装全电池的照片。