Mater. Sci. Eng. B：離心紡絲復合纖維的研究進展及其作為鋰離子和鈉離子電池負極材料的性能

DOI: 10.1016/j.mseb.2020.115024

納米纖維（NFs）和復合NFs因其較高的比表面積體積比和多樣化的形態而被廣泛用作鋰離子電池（LIBs）和鈉離子電池（SIBs）的電極和隔膜材料。大多數碳纖維（CFs）負極是由靜電紡絲和隨后的熱處理制備而成的。然而，與此方法相關的低纖維產率和安全隱患引起了人們的擔憂，從而限制了復合CF負極的商業化。諸如離心紡絲之類的纖維和納米纖維加工方法可以提高生產率，并消除使用高壓生產纖維的困擾。本文提出并討論了含合金、過渡金屬氧化物和過渡金屬亞硫酸鹽基材料的離心紡絲纖維，及其用作LIBs和SIBs負極材料的潛力。重點介紹了離心紡絲工藝及其對纖維形成、形態和納米復合負極結構的影響。

圖1.鋰離子電池活性成分的示意圖。

圖2.單孔熔噴工藝。

圖3.雙組分纖維熔體紡絲的示意圖。

圖4.示意圖描述了構建新型CF結構的方法。

圖5.靜電紡絲裝置。

圖6.離心紡絲噴絲頭和收集器的示意圖。

圖7.對于6wt％PEO溶液，平均直徑與噴嘴到收集器距離（cm）的關系。

圖8.離心紡絲PEO/Ag復合纖維的直方圖、線性分布和SEM圖像。

圖9.a）Sb4、Sb5和Sb6的循環性能和b）倍率性能。

圖10.a）50％，b）60％，c）70％和d）80％活性材料（MoO2）的充電/放電和循環性能圖。

圖11.a）非空心和b）空心TiO2/C復合纖維的循環性能。

圖12.α-Fe2O3/TiO2/碳、TiO2/C和α-Fe2O3/C復合無粘結劑負極在100 mA g-1下的循環性能。

圖13.FC、TC和FTC工作電極在100 mA g-1電流密度下的循環性能。

圖14.SnO2-NiO/CNFs、Sn/CNFs和CNFs的循環性能。

圖15.A）TiO2/C復合纖維電極的恒電流充電/放電曲線，顯示在0.05-3.0V的電壓窗口，100 mAg-1的電流密度下進行第1、10、25、50和100次循環的電壓與比容量圖。B）TiO2/C復合電極在100 mA g-1下循環100次的循環性能。

圖16.a）離心紡絲SnSb@CMF-1、SnSb@CMF-2、SnSb@CMF-2@C復合纖維和碳纖維負極的循環性能和b）庫侖效率曲線。

圖17.a）CMFs、SnSb/CMFs和SnSb/rGO/CMFs的循環性能和b）庫侖效率。

圖18.SnO2/C復合纖維負極和SnO2電極在20 mA g-1 電流密度下的循環性能。

圖19.SnO2/C復合纖維負極和SnO2電極在640 mA g-1電流密度下的循環性能。

圖20.在40 mA g-1的電流密度下，非CVD以及經30、60和90分鐘CVD處理的SnO2/C復合負極的循環性能。

圖21.在640 mA g-1的電流密度下，非CVD以及經30、60和90分鐘CVD處理的SnO2/C復合負極的循環性能。

圖22.a）半電池SIBs中MoO2/C復合負極的充電/放電曲線和b）循環性能。