DOI:10.1016/j.jechem.2020.05.065
鈉離子電池（SIBs）由于豐富的鈉資源且工作原理與鋰離子電池（LIBs）類似，因此已被認為是下一代大規模能源存儲應用的理想選擇。然而，與LiB對應物相比，SIBs中Na+離子的大小和質量大于Li+離子，這通常會導致其反應動力學變慢，循環壽命降低。尋求能夠適應快速、穩定Na離子嵌入/提取的有前途的電極材料，是推動SIBs走向商業繁榮的關鍵。一維（1D）納米材料因其較大的活性表面積、較高的變形應力耐力、較短的離子擴散通道和定向電子傳輸路徑而在提高速率和循環性能方面顯示出廣闊的應用前景。靜電紡絲作為一種通用的合成技術，具有可控制備、易于操作和批量生產的優點，已廣泛用于制備SIBs的一維納米結構電極材料。在這篇綜述中，研究者全面總結了靜電紡絲制備鈉存儲正極和負極材料的最新進展，討論了調節紡絲參數對材料微觀/納米結構的影響，并闡明了定制電極的結構性能相關性。最后，還指出了電紡鈉存儲材料的未來方向。
圖1.從科學網數據庫獲得的電紡鈉離子電池電極材料的出版物數量。
圖2.制備不同一維納米結構的靜電紡絲裝置的示意圖。
圖3.（a）Na3V2（PO4）3/C納米纖維的TEM圖像。（b）萌芽柳枝狀Na3V2（PO4）3/C納米纖維的SEM和（c）TEM圖像。（d）Na3V2（PO4）3/C納米纖維和Na3V2（PO4）3顆粒分層分布的TEM圖像。（e）包裹亞微米級Na3V2（PO4）3顆粒的3D電子通道的SEM圖像。（f）NaFePO4@C納米纖維的TEM圖像（插圖為NaFePO4粒徑分布圖）。
圖4.（a）NaVPO4F/C納米纖維在2 C、2.6至4.5 V的電壓范圍內相對于Na+/Na的恒電流充放電曲線。（b）Na2FePO4F@C納米纖維的倍率能力。（c）包裹石墨烯的Na6.24Fe4.88（P2O7）4（NFPO@C@rGO）復合納米纖維的合成過程示意圖。（d）Na2+2xFe2-x（SO4）3@PCNF雜化納米纖維的GITT和相應的準開路電勢（QOCP）曲線。（e）P2-Na2/3Ni1/3Mn2/3O2納米纖維正極//硬碳負極全電池的配置圖。
圖5.（a）梯度靜電紡絲和受控熱解方法的示意圖。（b）在NaCrO2納米線的不同工作溫度下的速率行為。（c）Na0.44MnO2納米線正極在不同充電/放電狀態下的異位XRD圖譜。Na0.44MnO2（d）納米纖維和（e）納米棒的TEM圖像和選定區域電子衍射（SAED）圖。
圖6.（a）高柔性碳納米纖維薄膜的制備過程示意圖，以及（b）多孔N摻雜碳納米纖維的SEM圖像。（c）磷官能化前后的碳結構，包括PO、P=O和P-C，以及具有相應能量的5種可能的Na吸附模型，（d）具有超高電化學性能的磷官能化硬碳負極的示意圖。（e）石墨烯/多孔碳納米纖維的TEM圖像。
圖7.（a）Sn納米點@多孔N摻雜碳納米纖維的HRTEM圖像、（b）倍率性能和循環性能。插圖：300次循環后電極材料的SEM、TEM和HRTEM圖像。（c）TiO2-Sn@碳納米纖維的TEM圖像。（d）Sb/C納米纖維的TEM圖像。（e）使用紅色P@C和Na3V2（PO4）2F3/C電極（插圖）的囊型Na離子全電池的充電/放電曲線，在1000 mA g-1、1.0-4.0 V的電壓窗口內進行測試（基于負極質量）。
圖8.（a）具有大量氧空位和高晶界密度的多通道、多孔二元相TiO2納米纖維的TEM圖像、（b）HRTEM圖像以及（c）Na+和電子傳輸過程示意圖。（d）NMTO和MTO納米纖維的拉曼光譜和（e）高分辨率Ti 2p XPS光譜。（f）MnFe2O4@C納米纖維重復鈉化/脫鈉過程中的反應機理示意圖。
圖9.（a）MoS2/C納米纖維的TEM圖像。（b）（MoS2/CF）@MoS2@C的SEM圖像。（c）具有許多納米空隙的多孔FeS納米纖維的形成機理。（d）高倍放大SEM圖像，（e）TEM元素映射圖像，（f）電子和Na離子傳輸的圖解，以及（g）附著在碳納米纖維上的CoSe2晶粒的阻抗譜分析奈奎斯特圖。（h）Fe7Se8/N-CNFs的TEM圖像。
