DOI:10.1016/j.jallcom.2020.156531
靜電紡絲技術在制備用于儲能裝置的獨立式電極材料方面仍然具有很大的優勢。在這項研究中，靜電紡絲含MoS2/PMMA和Fe（NO3）3.9H2O/PAN溶液混合物的紡絲液，以開發出一種核殼結構的碳納米纖維，用作LiS離子和K離子電池的MoS2@FexOy@CNF負極。利用FESEM、TEM和HRTEM觀察了由MoS2和氧化鐵納米粒子組成的致密核以及CNF光滑多孔外壁的包封。通過交替兩種溶液的組成方案，可以明顯看出CNF的形態和性能變化。含MoS2@FexOy@CNF電極的鋰離子電池（LIB）在500 mA g-1下的循環性能為723 mAh g-1，在300次循環后仍可保持88.72％的容量。在0.1、0.2、0.5、1、2和5C下，其速率性能分別提高到1218、1109、938、863、711和538 mAh g-1。對K離子電池（KIB）中的MoS2@FexOy@CNF電極進行了測試，在50 mA g-1時具有320 mAh g-1的可逆容量和70％的容量保持率，比原始MoS2漿料基電極提高了63％。在電流速率為0.05、0.1、0.2、0.5和1C時，KIB的速率性能分別為387、295、265、178和109 mAh g-1。此外，新型核殼MoS2@FexOy@CNF基電極材料可安全地用于Mg離子和Na離子電池。
圖1.a）溶液前驅體和靜電紡絲MoS2@FexOy@CNF基材料的3-D示意圖；b）MoS2@FexOy@CNF基材料紡絲液的光學圖像，c）老化24小時以及d）老化48小時的溶液的光學顯微圖像。
圖2.（a，b）MoS2@CNF，（c，d）FexOy@MoS2@CNF，（e，f）MoS2@FexOy@CNF的FESEM圖像。
圖3.（a）MoS2@FexOy@CNF的TEM圖像，（b，c，d）HRTEM圖像。
圖4.MoS2@FexOy@CNF的EDX元素映射，顯示了C、Mo、S、Fe、N和O映射。
圖5.（a）MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF、MoS2@FexOy@CNF和原始MoS0樣品的XRD峰的堆疊圖以及MoS2 PXRD圖譜，（b）通過Scherrer公式計算的MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF、MoS2@FexOy@CNF和原始MoS2樣品內部的微晶尺寸（nm）與峰位置（2θ）的關系，以及（c）不同樣品002平面上XRD峰的放大圖。
圖6.（a）MoS2@FexOy@CNF的初紡和碳化樣品的熱重分析TGA和（b）ATR-FTIR光譜。
圖7.（a）MoS2@FexOy@CNF和（b）FexOy@MoS2@CNF基材料在X射線掃描波長532nm處的拉曼光譜，以及它們各自的低頻區域放大圖。
圖8.（a）MoS2@CNF、（b）FexOy@MoS2@CNF和（c）MoS2@FexOy@CNF基電極在0-3.0V（vs Li+/Li）下以0.1 mV s-1的掃描速率獲得的前四個循環的循環伏安曲線，（d）含ΔV值的MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF和MoS2@FexOy@CNF的第一個循環CV曲線。
圖9.（a）MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF和MoS2@FexOy@CNF基鋰離子電池在500 mA g-1下的循環性能和庫侖效率，在200 mA g-1下進行預循環。（b）不同循環期間MoS2@FexOy@CNF基LIB的充電/放電曲線。（c）評估MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF和MoS2@FexOy@CNF基鋰離子電池在0.1、0.2、0.5、1、2C速率下的容量（其中1C=1000 mA g-1）。（d）MoS2@FexOy@CNF基鋰離子電池在不同C速率下的充電/放電曲線。（e）MoS2@FexOy@CNF基鋰離子電池在充電/放電前后的奈奎斯特圖，以及（f）顯示MoS2@FexOy@CNF負極在300次充電/放電循環后的異位FESEM圖像。
圖10.（a）含MoS2@FexOy@CNF和原始MoS2基電極的KIB在充/放電電流為50 mA g-1下100次循環的循環性能，以及庫侖效率。（b）MoS2@FexOy@CNF基KIBs在電流密度為50 mA g-1下的充電/放電曲線，（c）MoS2@FexOy@CNF和原始MoS2電極在0.05、0.1、0.2、0.5、1C速率下的倍率性能（其中1C=1000 mA g-1），（d）不同C速率下MoS2@FexOy@CNF基KIBs的充電/放電曲線，（e）原始MoS2和MoS2@FexOy@CNF基KIBs在掃描速度為0.1 mV s-1，電位范圍為0.01-3.0V下的循環伏安曲線。
圖11.（a）先前研究與當前研究制備樣品的性能比較，（b）3D示意圖展現了單個MoS2@FexOy@CNF和嵌入Fe-氧化物納米顆粒的MoS2結構，以及真實CNF膜電極和由MoS2@FexOy@CNF電極組成且帶有LED燈照明的鋰離子電池的光學圖像。
