蘭州大學周金元&潘孝軍Electrochim. Acta：嵌入硫化鈷的碳納米纖維作為自支撐模板，

DOI:10.1016/j.electacta.2020.137351

金屬硫化物作為鋰離子電池的正極材料，由于其高理論容量而受到越來越多的關注。然而，在充電和放電過程中，體積膨脹和容量的快速衰減是限制其適用性的兩個主要因素。在此，研究者報告了一種利用靜電紡絲技術和溶劑熱法相結合來制備硫化鈷（Co1-xS）-碳納米纖維（CNF）的策略，以增加硫化鈷的容量并減輕體積膨脹。結果表明，所制備的柔性自支撐Co1-xS-CNFs電極促進了電子轉移和機械穩定性。而且，分析表明Co1-xS嵌入CNFs中，這提高了復合材料的電導率并減輕了由充電和放電引起的體積膨脹。CNFs提高的電導率和Co1-xS的高容量產生的協同效應使該電極材料顯示出較高的比放電容量（在100 mA g-1時為620 mAh g-1）和良好的循環穩定性（在2000 mA g-1下循環500次后，保持了252 mAh g-1的容量）。這項工作證明了在高性能鋰離子電池制備中鈷金屬催化的有效性和硫化設計的簡便方法。

圖1.Co1-xS-CNFs復合材料的合成示意圖。

圖2.（a）純碳納米纖維（CNFs）和（b-f）Co1-xS-CNFs的SEM圖像。

圖3.（a）Co1-xS-CNFs的TEM顯微照片；（b）Co1-xS-CNFs的TEM圖像；（c）洋蔥狀碳質結構的HRTEM圖像；（d）Co1-xS的HRTEM圖像；（e-h）Co1-xS-CNFs中C、Co和S的元素映射。

圖4.（a）Co1-xS-CNFs的XRD圖譜；（b）CNFs、Co-CNFs和Co1-xS-CNFs的拉曼光譜；（c）Co1-xS-CNFs的XPS全掃描光譜；（d）C1s高分辨率光譜；（e）Co2p高分辨率光譜和（f）S2p高分辨率光譜。

圖5.（a）Co1-xS-CNFs在100 mA g-1下的恒電流充放電曲線；（b）Co1-xS-CNFs在不同電流密度下的倍率性能；（c）Co1-xS-CNFs在2000 mA g-1下的循環性能；（d）在100,000至0.1Hz頻率范圍內的第一個循環后，Co1-xS-CNFs的奈奎斯特圖。

圖6.（a）Co1-xS-CNFs和CNFs在電流密度為2000 mA g-1下的循環性能；（b）Co1-xS-CNFs和CNFs在不同電流密度下的倍率性能比較；（c）Co1-xS-CNFs和CNFs在電流密度為2000 mA g-1下的循環性能。