Ti2Nb10O29碳纳米纤维核壳复合阵列及其在锂离子电池中的应用

　　J. Alloys Compd.：Ti2Nb10O29/碳纳米纤维核壳复合阵列的构建及其在锂离子电池中的应用
　　DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.161146
　　钛铌氧化物（Ti2Nb10O29，TNO）具有容量大、安全性好等优点，可作为高功率锂离子电池的潜在负极材料。然而，该电极材料的锂离子扩散系数不足和导电性差严重限制了其倍率性能。为了解决这个问题，研究者提出了一种简单的策略，将Ti2Nb10O29封装在多孔碳纳米纤维阵列（多孔TNO/CNF）中，并以聚酰胺酸（PAA）为聚合物前体来制备异质Ti2Nb10O29/碳纳米纤维核壳复合阵列（TNONPs-CNF）。TNO NPs-CNF电极表现出优越的电化学性能（10C时为286 mA h g-1，20C时为225 mA h g-1），远优于TNO和多孔TNO/CNF。对于多孔TNO/CNF和TNO NPs-CNF电极，CNF骨架的全向导电网络大大增强了整个电极的电子传输，降低了锂离子传输的能垒，保持了结构的稳定性。
　　图1.TNO/CNF阵列在800℃下退火1h（a）、1.5h（b）和2h（c-d）的SEM图像，多孔TNO/CNF阵列的TEM图像和元素映射：低倍放大TEM图像（e），HRTEM图像（f）和EDS元素映射图像（g）。
　　图2.CNF（a）和TNO NPs-CNF（b-c）的SEM图像，TNO NPs-CNF的TEM图像和元素映射：TEM图像（d），HRTEM图像（d）和EDS元素映射图像（e）。
　　图3.TNO、TNO NPs-CNF和多孔TNO/CNF的XRD图（a），拉曼散射光谱（b）和热重（c）曲线。
　　图4.TNO NPs-CNF和多孔TNO/CNF的XPS光谱：（a，e）Nb3d，（b，f）C1s，（c，g）Ti2p，（d，h）O1s。
　　图5.TNO NPs-CNF（a）和TNO、多孔TNO/CNF阵列（b）在0.1mV/s扫描速率下的CV曲线，TNO、TNO NPs-CNF和多孔TNO/CNF阵列的循环性能（c），TNO NPs-CNF和TNO的倍率性能（d）。
　　图6.液体电解质与独立多孔TNO/CNF阵列（a）和TNO NPs-CNF电极（b）之间的接触角图像。
　　图7.TNO NPs-CNF和多孔TNO/CNF循环前的奈奎斯特图。
　　图8.多孔TNO/CNF阵列（a）、TNO NPs-CNF电极（b）微观结构的模拟和分析。
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