DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b09716

作为锂离子电池的负极材料，过渡金属氧化物通常显示出较高的理论比锂离子存储容量，但它们的电导率仍有待提高，并且需要抑制其在锂化/脱锂过程中的结构性粉碎，这严重影响了其锂化/脱锂速率能力以及循环稳定性。在此，设计并组装了用石墨烯片封装的NiO/Co₃O₄纳米管。结果表明，作为锂离子电池的负极，所制得的用石墨烯封装的NiO/Co₃O₄纳米管表现出优异的电化学性能，包括大的锂离子存储容量（在100 次循环后，在0.1 A g^-1时约为1206 mA h g^-1）、高倍率性能和循环稳定性。电化学动力学分析表明，管状结构不仅促进了锂离子的运输，而且还提供了更多的锂离子存储空间。外部封装的石墨烯片可以改善NiO/Co₃O₄纳米管的电导率，并且还提供一定的锂离子存储容量。这些结构和组成因素协同作用改善了它们的电化学性能。

图1.通过静电纺丝、煅烧和自组装制备NiCoONTs@rGO的示意图。

图2.（a）煅烧前含有金属盐的PAN/PVP纳米纤维、（b）NiCoONTs、（c）NiCoONTs@GO、和（d）NiCoONTs@rGO的SEM图像。

 图3.（a）NiCoONTs和（b，c）NiCoONTs@rGO的TEM图像。（d）NiCoONTs@rGO的HRTEM图像。

图4.（a）NiCoONTs、A-NiCoONTs、NiCoONTs@GO和NiCoONTs@rGO的X射线衍射图。（b）NiCoONTs、A-NiCoONTs、NiCoONTs@rGO和GO的FTIR光谱。（c）NiCoONTs@rGO的Co 2p，（d）Ni 2p，（e）O 1s和（f）C 1s XPS光谱。

图5.（a）NiCoONTs@rGO在0.2 A g^-1时的充放电电压曲线；（b）NiCoONPs、NiCoONFs、NiCoONTs、NiCoONPs@rGO、NiCoONFs@rGO和NiCoONTs@rGO的循环性能（0.1 A g ^-1）和（c）速率能力（0.1-10.0 A g^-1）；（d）NiCoONTs@rGO在0.1 mV s^-1下的CV。（e）NiCoONPs、NiCoONFs和NiCoONTs的EIS。（f）NiCoONPs@rGO、NiCoONFs@rGO和NiCoONTs@rGO的EIS。插图是等效电路。

图6.（a）以0.1、0.2、0.3、0.5、0.8和1.0 mV s^-1测得的NiCoONTs@rGO的CV曲线，（b）ln（i）与ln（v）的拟合线性关系，其中斜线的斜率代表b值，（c）在0.5 mV s^-1时，吸附型电容贡献（阴影部分）对总容量的CV，（d）在不同扫描速率下，转化型和吸附型对总锂存储容量的贡献百分比。

图7.NiCoONTs@rGO与其他人报告的有关金属氧化物作为锂离子电池阳极的速率性能比较。

图8.经过100次锂化/脱锂循环后，（a）NiCoONTs@rGO和（b）NiCoONTs电极的TEM图像。