江蘇理工學院李麗&西安交通大學王紅康Mater. Chem. Phys.：CoSe2納米粒子負載多孔碳

DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124314

CoSe2基負極材料由于其較高的理論比容量，在鈉離子電池（SIBs）中具有很高的應用前景，但倍率性能弱、容量衰減快等缺陷嚴重阻礙了其實際應用。在本研究中，通過靜電紡絲法以及隨后的熱處理設計并制備了CoSe2納米粒子負載多孔碳納米纖維（表示為CS@PCNFs），其中以PAN（聚丙烯腈）為碳源，PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）為成孔劑以設計出多孔結構的碳納米纖維，并控制錨定在纖維表面的CoSe2晶粒的數量。得益于理想的結構特征，包括較大的比表面積、適當的孔體積和堅固的結構穩定性，當將其用作SIBs負極材料進行檢測時，所制備的CS@PCNFs顯示出優異的鈉離子存儲性能。實驗結果表明，當PAN/PMMA質量比為6:4時，CS@PCNFs在0.2 A g-1下循環150次后的可逆容量高達413.6 mA h g-1，在2 A g-1下的倍率性能為401.5 mA h g-1。

圖1.CS@PCNFs的合成示意圖。

圖2.（a）Co（Ac）2/PAN/PMMA前體納米纖維，（b）Co@PCNFs，（c）CS@PCNFs 4-6，（d）CS@PCNFs 6-4，（e）CS@PCNFs 8-2和（f）CS@CNFs的SEM圖像；CS@PCNFs 6-4的（g，h）TEM和（i）HRTEM圖像。

圖3.（a）CS@PCNFs 4-6，CS@PCNFs 6-4，CS@PCNFs 8-2和CS@CNFs復合材料的XRD圖譜。（b）CS@PCNFs 6-4的Co2p和（c）Se3d XPS光譜。（d）CS@PCNFs 4-6，CS@PCNFs 6-4，CS@PCNFs 8-2和CS@CNFs復合材料的拉曼光譜，（e）TGA曲線以及（f）N2吸附等溫線和孔徑分布。

圖4.（a）CS@PCNFs 6-4負極的CV曲線和（b）充放電曲線。（c）CS@PCNFs 4-6，CS@PCNFs 6-4，CS@PCNFs 8-2和CS@CNFs電極在0.2 A g-1下的循環性能，（d）在0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 A g-1下的倍率性能，（e）奈奎斯特圖和（f）相應的等效電路。

圖5.（a）CS@PCNFs 6-4電極在不同掃描速率下的CV曲線，以及（b）在每個氧化還原峰處的對應log（電流）與log（掃描速率）圖。（c）CS@PCNFs 6-4電極在1mV/s下的電容貢獻。（d）條形圖顯示了不同掃描速率下電容貢獻的百分比。