DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c01399
以溶致醋酸纖維素為碳納米纖維(CNF)相,Fe(acac)3為Fe3O4相,采用靜電紡絲法設計并制備了鋰離子電池(LiBs)的Fe3O4@CNFs負極材料。由于CNFs可以延緩電化學循環過程中Fe3O4體積的變化并提高電導率,而Fe3O4的引入可以提供更大的比表面積和更多的介孔來促進電解質滲透和Li+擴散。因此,在1和2 A g-1的高電流密度下循環300次后,Fe3O4@CNFs電極的可逆容量(RCs)高達773.6和596.5 mAh g-1,容量殘差分別為98.0%和99.0%。這種簡便制備Fe3O4@CNFs復合材料作為負極材料的方法可以廣泛地應用于制備金屬氧化物和生物碳復合納米纖維,作為高性能儲能材料。
圖1.FemOn@CNFs和FexOyNFs的XRD圖譜。
圖2.制備的Fe3O4@CNFs在不同階段的典型形態。(a)-(c),Fe(acac)3-CA納米纖維,Fe(acac)3-醋酸纖維素納米纖維和Fe3O4@CNFs的SEM圖像,(d)Fe3O4@CNFs的EDS圖譜和全元素分布圖像(插圖),(e)和(f),Fe3O4@CNFs的TEM圖像,(g)Fe3O4@CNFs上Fe3O4納米顆粒的HRTEM和(h)SAED。
圖3.通過在空氣氣氛下熱處理Fe(acac)3-醋酸纖維素納米纖維制成的FexOyNFs的形態和EDS分析。(a)SEM圖像,(b)EDS圖譜和全元素映射圖像(插圖),(c)和(d),FexOyNFs的TEM圖像,(e)HRTEM和(f)SAED。
圖4.(a)Fe3O4@CNFs和CNF的拉曼光譜,(b)TGA曲線以及(c)Fe3O4@CNFs的氮氣吸附/解吸等溫線和孔徑分布(插圖)。
圖5.Fe3O4@CNFs和FexOyNFs的電化學測量:(a)Fe3O4@CNFs的CV曲線,(b)Fe3O4@CNFs在0.2 A g-1下的GCD曲線,(c)Fe3O4@CNFs和FexOyNFs在0.2 A g-1下的循環性能和CE,(d)Fe3O4@CNFs和FexOyNFs的倍率性能和CE。
圖6.Fe3O4@CNFs在1和2 A g-1下的循環性能和CE。