硫化錫（SnS）因其較高的理論容量而成為鈉離子電池（NIBs）的一種有吸引力的負極，而它在循環過程中固有的較差導電性和巨大的體積變化嚴重影響了其使用壽命。為了從本質上最大化SnS的儲鈉能力，本研究首次使用簡單的靜電紡絲策略獲得了疊氮化鋰（LiN3）誘導的SnS量子點（QDs），其中SnS QDs均勻分布在碳纖維中。利用LiN3在熱處理過程中能有效防止晶核生長的優勢，分散良好的SnS量子點用作NIBs負極材料時表現出優異的Na+轉移動力學和贗電容特性。均勻嵌入3D SnS量子點的N摻雜納米纖維（SnS QDs@NCF）電極顯示出優異的長循環壽命（在2A/g下循環5800次后為484.6mAh/g，在10A/g下循環7880次后為430.9mAh/g），以及出色的倍率性能（在20A/g下為422.3mAh/g）。這種過渡金屬硫化物QDs復合材料的制備為開發長壽命、優異倍率性能的NIBs提供了一種可行的策略，為其實際應用鋪平了道路。
圖1.SnS QDs@NCF和SnS@NCF的制備過程示意圖。
圖2.SnS@NCF的a）SEM圖像，b）TEM圖像，c）HRTEM圖像，以及d）SAED圖案。SnS QDs@NCF的e）SEM圖像，f）TEM圖像，g）HRTEM圖像，以及h）SAED圖案。i）SnS@NCF和SnS QDs@NCF的XRD圖譜，SnS QDs@NCF的j）N1s，k）Sn3d，和l）S2p XPS光譜。
圖3.SnS@NCF：a1）預氧化后穩定的纖維的TEM圖像；a2）STEM圖像以及Sn、S和C的相應元素映射圖像；a3）不含LiN3時的反應機理。SnS QDs@NCF：b1）預氧化后穩定的纖維的TEM圖像；b2）STEM圖像以及Sn、S和C的相應元素映射圖像；b3）含LiN3時的反應機理。
圖4.a）SnS QDs@NCF在0.1mV/s時的CV曲線。b）SnS@NCF和SnS QDs@NCF在100mA/g下的循環性能。c）SnS QDs@NCF電極與報道的代表性負極的電化學性能指標的比較。d）SnS@NCF和SnS QDs@NCF的倍率性能。e）活性材料SnS QDs@NCF電極和SnS@NCF電極在不同充放電電流密度下的容量保持率。f）SnS@NCF和SnS QDs@NCF在2A/g下的循環性能。g）SnS QDs@NCF在10A/g的高電流密度下的長期循環穩定性。
圖5.a）SnS QDs@NCF在不同掃描速率下的CV曲線；b）SnS@NCF和c）SnS QDs@NCF的Log（i）與Log（v）圖；d）SnS QDs@NCF在0.1mV/s時的電容貢獻；e）兩個電極在不同掃描速率下的電容貢獻率；f）SnS@NCF和SnS QDs@NCF的GITT電位曲線；SnS@NCF和SnS QDs@NCF在g）嵌鈉和h）脫鈉過程中的擴散系數。
圖6.a1）SnS@NG電極和b1）SnS QDs@NCF在嵌鈉和脫鈉過程中的形態/結構演變示意圖。a2-a4）SnS@NCF和b2-b4）SnS QDs@NCF電極在2A/g下循環800次后的TEM和HRTEM圖像。
圖7.a）SnS@NCF和b）SnS QDs@NCF嵌鈉過程中的von Mises應力分布的有限元模擬模型，以及c）（a）SnS@NCF和（b）SnS QDs@NCF矩形區域的放大。d）應力色圖以及e）兩個樣品不同位置的最大應力比較。
圖8.a）NVP//SnS QDs@NCM全電池的循環性能，b）倍率性能，以及c）不同電流密度（基于負極質量）下的放電/充電曲線。d）一個NVP//SnS QDs@NCF全電池點亮紅色LEDs的數字圖像。
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