DOI: 10.1016/j.electacta.2020.137711
為了探索具有優異Li+/Na+/K+儲存性能的堿性離子電池（AIBs）負極材料，在本研究中，通過簡便的靜電紡絲法和隨后的熱處理工藝制備了均勻嵌入非晶態氧化釩的高缺陷碳納米纖維雜化物（稱為VOx@CNFs）。這種集成結構綜合了非晶態VOx和缺陷碳基質的優點，不僅帶來了豐富的離子存儲活性位點和離子擴散的多通道，而且能很好地適應結構變化引起的電極粉化。當作為AIBs的負極材料時，經優化的VOx@CNFs表現出優異的堿性離子存儲性能，具有高比容量、長循環壽命和高倍率性能，在1.0 A g-1下循環1000次后，可提供260 mAh g-1的Na+存儲容量，在0.5 A g-1下循環500次后的Li+存儲容量為556 mAh g-1，在0.5 A g-1下循環400次后的K+存儲容量為198 mAh g-1。
圖1.（a-c）不同比例的VOx@CNF600（a），VOx@CNF800（b）和VOx@CNF1000（c）的SEM圖像。單VOx@CNF600的（d）TEM，（e）HRTEM圖像和（f）選定區域電子衍射（SAED）。（g）VOx@CNF600的HAADF-STEM圖像以及相應的C、N、O和V圖。
圖2.VOx@CNF600、VOx@CNF800和VOx@CNF1000的（a）XRD圖，（b）TGA曲線，（c）拉曼光譜和（d）強度比（ID/IG）直方圖。
圖3.VOx@CNF600和VOx@CNF1000的XPS光譜：（a）C1s，（b）V2p，（c）O1s和（d）N1s。
圖4.（a）VOx@CNF600的前五個CV曲線和（b）放電/充電曲線。（c）VOx@CNFs電極的循環能力和VOx@CNF600在1 A g-1下的庫侖效率。（d）VOx@CNFs的倍率性能。（e）VOx@CNF600在5 A g-1下的循環性能。
圖5.（a）CV曲線，（b）電流響應和掃描速率之間的對應關系，以及在（c）1.0 mV s-1和（d）其他掃描速率下VOx@CNF600的電容和擴散效應的貢獻百分比。（e）奈奎斯特圖以及（f）當VOx@CNFs作為SIBs負極時，其低頻區域中的Z'與ω-1/2的關系圖。
圖6.（a）VOx@CNFs的CV曲線和（b）恒電流充電/放電曲線。（c）在0.2至5 A g-1下對不同VOx@CNFs的倍率性能。（d）VOx@CNF600在0.2 A g-1下的循環能力和相應的庫侖效率。（c）VOx@CNFs在0.5 A g-1下的長期循環性能。
圖7.（a）CV曲線，（b）電流響應和掃描速率之間的對應關系，以及在（c）1.0 mV s-1和（d）其他掃描速率下VOx@CNF600的貢獻百分比。（e）奈奎斯特圖以及（f）當VOx@CNFs作為LIBs負極時，其低頻區域中Z'與ω-1/2的關系圖。
圖8.VOx@CNF600的鉀離子存儲性能。（a）CV曲線，（b）0.5 A g-1下的充電/放電曲線，（c）0.05至1.0 A g-1下的倍率性能。（d，e）當電流密度為（d）0.05和（e）0.5 A g-1時的長期循環性能和相應的庫侖效率，（f）CV曲線以及電流響應和掃描速率之間的對應關系。VOx@CNF600在（g）1.0 mV s-1和（h）其他掃描速率下的貢獻百分比。
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