DOI:10.1016/j.electacta.2020.136921
過渡金屬磷化物負極由于其較高的理論容量和合適的嵌入電位范圍，在鋰/鈉離子電池中受到越來越多的關注。然而，在轉化反應機理方面，機械應力引起的劇烈體積膨脹阻礙了其實際應用。在此，研究者展示了一種MoP@氮摻雜碳納米纖維（MoP@NCNFs）的高性能負極，該負極是通過靜電紡絲法和原位碳熱自還原策略制備的。結晶良好的MoP納米顆粒均勻地分布在交織的納米纖維中，為快速電荷/離子傳輸提供了導電網絡，并為體積膨脹提供了足夠的緩沖空間。得益于獨特的結構，800℃下合成的MoP@NCNFs在100 mA g-1下循環200次后，其可逆容量為840 mAh g-1。在2 A g-1下，可實現長達1300個循環，其電池容量為377 mAh g-1，庫倫效率為99％。此外，合成的MoP@NCNFs還顯示出優異的鈉存儲性能。定量動力學分析證實，電荷存儲性能受贗電容控制，尤其是在高速率下（1 mV s-1時為75.9％），從而實現了高速率鋰/鈉存儲性能。
圖1.MoP@NCNFs合成過程示意圖。
圖2.（a，d）700-MoP@NCNFs，（b，e）800-MoP@NCNFs，（c，f）900-MoP@NCNFs的SEM和TEM圖像。（g-k）800-MoP@NCNFs的相應元素映射。插圖為高倍放大圖。
圖3.（a）MoP@NCNFs納米復合材料的XRD圖譜以及MoP（JCPDS編號24-0771）和碳（JCPDS編號26-1077）的標準PDF數據。800-MoP@NCNFs納米復合材料的全掃描和高分辨率XPS光譜：（b）綜合XPS光譜以及（c）Mo 3d，（d）P 2p，（e）C 1s和（f）N 1s的相應XPS光譜。
圖4.（a）800-MoP@NCNFs電極在0.1 mV s-1掃描速率下的CV曲線，相對于Li/Li+為0.01-3.0V。（b）800-MoP@NCNFs電極在0.1 A g-1下的充放電曲線。（c）MoP@NCNFs電極在電流密度為0.1 A g-1下的循環性能。（d）MoP@NCNFs電極在不同電流密度下的速率性能。（e）800-MoP@NCNFs電極在2 A g-1電流密度下的長期循環性能。
圖5.800-MoP@NCNFs的EIS分析：（a）800-MoP@NCNFs的放電-充電曲線，（b，c）奈奎斯特圖，（d，e）ω-1/2與Z'的線性關系，（f）不同電位狀態的DLi值。
圖6.（a）在0.1到1 mV s-1的不同掃描速率下的CV曲線。（b）在還原和氧化狀態下，由曲線logv-logIP的斜率獲得的b值。（c）在1 mV s-1的掃描速率下總電流的電容控制貢獻。（d）在不同掃描速率下電容和擴散控制過程的電流貢獻率。
圖7.800-MoP@NCNFs電極用于鈉存儲的電化學性能：（a）在0.1 mV s-1掃描速率下的CV曲線，相對于Na/Na+為0.01-3.0V。（b）在0.1 A g-1下的充電-放電曲線。（c）在電流密度為0.1 A g-1時的相應循環性能。（d）在不同電流密度下的速率性能。（e）在2 A g-1電流密度下的長期循環性能。
