双金属合金SbSn纳米点填充电纺丝N掺杂碳纤维作为钠离子电池

　　西北大学王惠Electrochim。Acta：双金属合金SbSn纳米点填充电纺丝N掺杂碳纤维作为高性能钠离子电池负极
　　DOI：10。1016j。electacta。2021。138246
　　在目前的研究状态下，开发高能量密度、长寿命的高性能钠离子电池电极材料仍然是一个挑战。例如，由于在钠离子电池的实际应用中负极活性物质的体积发生严重变化，导致不可逆的容量损失和较差的电池循环稳定性。事实证明，利用金属的不同氧化还原电位是减少体积变化的有效方法。在此，研究者将SbSn纳米点封装在通过静电纺丝制备的氮掺杂碳纳米纤维中。SbSn中Sn和Sb的不同氧化还原电位有助于减小循环过程中的体积膨胀，三维互连N掺杂碳纳米纤维（NCNFs）具有高比表面积和高孔隙率，有利于电子和离子的传输。所得SbSn纳米点填充N掺杂碳纳米纤维（SbSnNCNFs）复合材料表现出优异的电化学性能，较高的放电容量（在100mAg下为808mAhg），倍率性能（在1。6Ag下为331mAhg）和出色的循环稳定性（500次循环后，在100mAg下为331mAhg）。以该材料为负极，并将Na3V2（PO4）2F3纳米花锚定在所制备的三维碳片（NVPF3Dc）材料上作为正极，组装了一种具有商业价值的全钠离子电池（SIB）。
　　图1。SbSnNCNFs制备过程的示意图。
　　图2。SbSnNCNFs复合材料的结构表征。（a）SbSnNCNFs最终产物的XRD图谱。（b）初纺PANSnCl2SbCl3纳米纤维的SEM图像。（c和d）SbSnNCNFs最终产品的SEM图像。（e）单根SbSnNCNFs纤维的SEM图像和SbSnNCNFs的EDS光谱（e中的插图）。（fi）单根SbSnNCNFs纤维中C、N、Sn和Sb的元素映射。
　　图3。（a）单根SbSnNCNFs纤维的TEM图像。（bc）HAADF图像以及C、N、Sn和Sb的元素映射。（d）SbSnNCNFs的EDS光谱。（e）显示SbSn纳米点的高分辨率TEM图像。（fg）单个SbSn纳米点的高分辨率TEM图像以及C、Sn和Sb的相应EDS映射。（h）SbSn的晶体条纹。高功率透射晶格边缘放大图像。
　　图4。（a）CNCNFs和SbSnNCNFs的拉曼光谱。（b）当加热速率为10min时，在空气环境中记录的SbSnNCNFs的TGA曲线。（c）氮气吸附解吸等温线。（d）SbSnNCNFs的BJH孔径分布。（e）SbSnNCNFs复合材料的XPS全谱，以及C1s（f）N1s（g）Sn3d（h）和Sb3d（i）的相应高分辨率光谱。
　　图5。（a）在最初的三个循环期间，SbSnNCNFs电极在0。2mVs扫描速率下的CV曲线。（b）SbSnNCNFs电极在不同扫描速率下的CV曲线。（c）SbSnNCNFs的logi与logv之间的拟合线。（d）在第1、2、10、50、100和200次循环期间SbSnNCNFs电极的放电和充电曲线。SbSnNCNFs、SnNCNFs、SbNCNFs和NCNFs电极的倍率性能。（f）循环性能。（g）SbSnNCNFs电极在0。5Ag下的循环性能。（h）SbSnNCNFs、SnNCNFs和SbNCNFs在3个循环前后的奈奎斯特阻抗图。（i）SbSnNCNFs的实际阻抗与低频率之间的关系。
　　图6。（a和b）SbSnNCNFs的GITT曲线。（c）由DNa的放电充电过程得出的GITT曲线。（d）单根SbSnNCNFs纤维的TEM图像。（ef）HAADFSTEM图像以及C、N、Sn和Sb的元素映射和EDS光谱（e中的插图）。（g）高分辨率TEM图像显示了SbSn纳米点的晶体边缘。（h）相应的SAED图谱。（i）在0。1Ag下循环500次后SbSnNCNFs的XRD图谱。
　　图7。（a）放电（半电池的NVOPF3Dc电极，上部）和充电（半电池的SbSnNCNFs复合物，下部）曲线。（b）充电（半电池的NVOPF3Dc电极，上部）和放电（半电池的SbSnNCNFs复合物，下部）曲线。（c）作为全电池负极材料的SbSnNCNFs的充放电曲线。（d）作为全电池负极材料的SbSnNCNFs在0。1Ag下的循环性能。
　　文章来源：易丝帮
　　文章链接：http：www。espun。cnNewsDetail47843