DOI:10.1016/j.jcis.2020.06.111
本研究設計并制備了一種新型非晶態釩酸鋰(LiV3Ox，簡稱LVO)雜化物，該雜化物通過簡單的靜電紡絲策略和適當的后固化，均勻地封裝在碳納米纖維中（表示為LVO@CNFs）。經測試用作鋰離子電池（LIBs）的負極材料時，優化的LVO@CNFs在0.5 A g-1的200次循環后，具有603 mAh g-1的高放電容量，容量保持率高達90％。即使在5 A g-1的高倍率下，經過400次循環后仍具有326 mAh g-1的高倍率容量。優異的電化學性能、出色的循環穩定性和倍率性能歸因于無定形LVO完全封裝到導電碳納米纖維中，該碳納米纖維擁有更大的儲鋰電化學活性位點，促進了電荷轉移并有效緩解了鋰插入/提取后的體積變化。更重要的是，當前的合成方法可以成為制備各種堿土金屬釩酸鹽的通用策略，這對于開發先進的電化學儲能裝置具有重要意義。
圖1.（a，b）（a）LVO@CNFs和（b）LVO500的XRD圖。（c）LVO@C400、LVO@C500和LVO@C600的拉曼光譜和（d）TGA曲線。
圖2.（a-c）（a）LVO@C400、（b）LVO@C500和（c）LVO@C600的SEM圖像，插圖顯示相應的高倍率SEM圖像和納米纖維直徑分布的直方圖。（d）TEM和（e）HRTEM圖像，以及（f）在單LVO@C500納米纖維上拍攝的選定區域電子衍射（SAED）圖。（g）單LVO@C500納米纖維的HAADF-STEM圖像，以及C、N、V和O元素的相應元素圖。
圖3.（a）LVO@C500產品的全掃描XPS光譜圖以及（b）C 1s、（c）O 1s、（d）V 2p、（e）Li 1s和（f）N 1s的高分辨率XPS光譜圖。
圖4.（a）LVO@C500電極的CV曲線和（b）恒電流放電/充電曲線。（c）LVO@CNFs電極的循環性能，以及LVO@C500負極在0.5 A g-1時的庫侖效率。（d）LVO@CNFs電極在不同電流密度下的速率性能。（e）LVO@C500電極在5 A g-1時的長期循環性能和相應的庫侖效率。
圖5.（a）LVO@CNFs的奈奎斯特圖，（b）在LVO@CNFs低頻區域中Z'和ω-1/2之間的推導關系。（c）LVO@C500電極在各種掃描速率下的CV曲線，以及（d）相應的log（i）-log（v）圖。（e）在0.8 mV s-1時的電容貢獻，以及（f）在不同掃描速率下以百分比表示的偽電容貢獻。
圖6.在0.5 A g-1的電流密度下經過200次循環后，帶電LVO@C500電極的SEM圖像。
