DOI:10.1007/s10854-020-03915-5
在這項工作中,使用簡單的靜電紡絲/煅燒方法制備了摻雜MnCo2O4納米粒子的一維(1-d)碳(MnCo2O4/C)納米纖維,并對其電化學性能進行了研究。透射電子顯微鏡、能量色散光譜和選定區域電子衍射顯示大量MnCo2O4納米粒子(直徑10-20 nm)均勻分散并嵌入由此制備的一維碳基體中。MnCo2O4/C復合納米纖維表現出較高的比電容125.0 F/g(1.0A/g)和良好的循環穩定性(1000次循環后電容保持率為119%)。復合材料的優異電化學性能歸因于其獨特的嵌入結構,該結構為有效釋放體積變化引起的機械應力提供了良好的電子載體和緩沖基質。它還可以防止MnCo2O4納米粒子在充放電循環過程中發生聚集。
圖1.靜電紡絲過程中使用的設備示意圖
圖2.TG和DSC曲線是通過在不斷變化的氮氣氣氛下加熱前驅體MnCo2O4/C納米纖維獲得的。加熱速度為5℃/min
圖3.使用不同碳化溫度制備的MnCo2O4/C納米纖維的XRD圖譜
圖4.使用碳等溫溫度(a 500℃,b 600℃,c 700℃和d 800℃)制備的MnCo2O4/C納米纖維的SEM圖像。比例尺表示長度為1.0 μm
圖5.a)使用在700℃下碳化的MnCo2O4/C納米纖維獲得的TEM圖像、b)放大的TEM圖像、c)HR-TEM圖像和d)SAED圖譜。單MnCo2O4/C納米纖維的元素映射圖如(e-i)所示
圖6.a)在800℃的O2氣氛下煅燒的MnCo2O4/C納米纖維的TEM圖像、b)HR-TEM圖像和c)SAED圖
圖7.使用a)MnCo2O4/C納米纖維和b)MnCo2O4粉末獲得的氮氣吸附-解吸等溫線。相應的孔徑分布分別在c和d中顯示
圖8.由MnCo2O4/C納米纖維和MnCo2O4粉末制成的電極的CV曲線(a,b)、GCD曲線(c,d)和比電容(e,f)
圖9.奈奎斯特圖是在開路電勢下使用a)MnCo2O4/C納米纖維和b)MnCo2O4粉末電極記錄的。插圖顯示了主阻抗圖高頻區域的展開圖。c中所示的電路圖是用于解釋阻抗譜的等效電路
圖10.在1000 GCD循環中記錄的MnCo2O4電極的循環穩定性