DOI:10.1016/j.jcis.2020.09.076
與五氧化二鈮（Nb2O5）相比，二元金屬鈮氧化物可提供更高的比容量，是鋰離子電容器（LICs）的理想負極候選材料。但是，較低的電子電導率限制了它們獲得高能量和功率密度的能力。本文通過靜電紡絲技術成功制備了一維（1D）鈮酸銅（CuNb2O6）納米線，然后將其固定在二維（2D）還原氧化石墨烯（rGO）納米片上，形成了獨特的1D納米線/2D納米片CuNb2O6/rGO結構。作為LICs負極，1D/2D CuNb2O6/rGO電極在100 mA g-1下具有高達312.2 mAh g-1的比容量。擬議的CuNb2O6負極的Li+儲存機制包含在初始鋰嵌入過程中CuNb2O6分解為鈮酸鋰（Li3NbO4）和銅（Cu）。插層型Li3NbO4將進一步充當Li+的主體，而非活性Cu相將充當電子傳輸的導電網絡。此外，組裝的CuNb2O6/rGO//活性炭（CuNb2O6/rGO//AC）裝置的能量密度高達92.1 Wh kg-1，可作為高能大功率鋰離子電池的一種替代電極材料。
圖1.（a）1D/2D CuNb2O6/rGO復合材料的合成示意圖。（b）CuNb2O6的結構圖。（c）CuNb2O6和CuNb2O6/rGO的XRD光譜。（d）CuNb2O6和CuNb2O6/rGO的XPS全掃描光譜，（e）Cu 2p和（f）Nb 3d。（g）rGO、CuNb2O6/rGO和CuNb2O6的拉曼光譜。
圖2.（a）CuNb2O6和（b）CuNb2O6/rGO的SEM圖像。（c）CuNb2O6的STEM圖像和相應的EDS映射圖像。（d）CuNb2O6/rGO復合材料的TEM圖像。（e）CuNb2O6/rGO復合材料的HRTEM圖像。
圖3.（a）掃描速率為0.4 mV s-1時，CuNb2O6/rGO第1至第5循環的CV曲線。（b）電流密度為100 mA g-1時，CuNb2O6/rGO第1至第3循環的電壓曲線。（c）CuNb2O6和CuNb2O6/rGO的壓降曲線。（d）CuNb2O6和CuNb2O6/rGO電極的奈奎斯特圖。（e）電流密度為100 mA g-1時，CuNb2O6和CuNb2O6/rGO的循環倍率性能曲線。（f）電流密度為1000 mA g-1時，CuNb2O6和CuNb2O6/rGO的長期循環性能。
圖4.（a）CuNb2O6/rGO的CV曲線。（b）CuNb2O6/rGO的log（i）與log（v）之間的關系。（c）以1 mV s-1的掃描速率分離CuNb2O6/rGO中的電容電流和擴散控制電流。（d）不同掃描速率下電容電荷和擴散控制電荷的貢獻。
圖5.（a）初始階段CuNb2O6的充放電曲線，（b）非原位XRD。
圖6.CuNb2O6/rGO//AC LICs的電化學性能。（a）電荷存儲機制的示意圖，（b）CV曲線，（c）比電容與電流密度之間的關系，（d）Ragone圖，（e）循環性能。
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