陜西科技大學杜高輝J. Alloys Compd.：ZnMoO4納米管作為鈉離子電池負極材料的電化學

DOI:10.1016/j.jallcom.2020.157792

通過簡便的靜電紡絲法成功制備了具有優異鈉儲存性能的一維鉬酸鋅（ZnMoO4）納米管，并對所制備的納米管進行了系統的表征。當用作新型鈉離子電池（SIBs）負極材料時，充放電循環曲線、循環伏安曲線和倍率性能進一步揭示了樣品的電化學性能。在充放電過程中，電極的初始放電容量為548 mAh g-1，并且在100 mA g-1的電流密度下經過500次循環后仍可保持約190 mAh g-1的可逆容量。此外，ZnMoO4納米管還具有出色的倍率性能。通過非原位XRD和TEM分析揭示了ZnMoO4納米管的儲鈉反應機理。結果表明，在第一次放電過程中，ZnMoO4在約1.0V的電勢下轉變為Zn和NaMoO4，隨著放電的加深ZnMoO4轉變為3-5nm的Zn和Mo納米晶粒。本研究深入剖析了鉬酸鹽型負極材料的電化學機理。

圖1.制備ZnMoO4納米管的靜電紡絲及后續煅燒工藝的示意圖。

圖2.ZnMoO4納米管的XRD圖。

圖3.（a）ZnMoO4納米管的低倍率SEM和（b）高倍率SEM圖像（插圖為納米管的橫截面）；（c）TEM和（d）HRTEM圖像；HAADF-STEM圖像（e）以及ZnMoO4納米管中Zn（f），Mo（g）和O（h）元素的映射。

圖4.ZnMoO4納米管（a），Mo 3d（b），Zn 2p（c）和O 1s（d）的XPS光譜。

圖5.（a）恒電流充放電曲線，（b）在100 mA g-1的恒定電流密度下，ZnMoO4納米管和ZnMoO4粉末在3.0至0.01V之間的循環性能；插圖是經過500次循環后納米管的TEM圖像，（c）ZnMoO4納米管和ZnMoO4粉末在3.0-0.01V電壓范圍內的倍率性能，（d）相對于Na/Na+在3.0-0.01V之間，ZnMoO4電極在0.05 mV s-1掃描速率下的循環伏安圖。

圖6.ZnMoO4在電流密度為100 mA g-1的第一個循環中的放電曲線（a），以及在第一個循環中在不同放電深度處的相應非原位XRD圖。

圖7.（a）TEM圖像，（b，c）放電至0.01V后的電極材料的HRTEM圖像；插圖是用紅色圓圈標記的納米顆粒的FFT圖譜。（d）固態電極的SAED圖譜。