DOI:10.1016/j.jechem.2020.05.065

钠离子电池（SIBs）由于丰富的钠资源且工作原理与锂离子电池（LIBs）类似，因此已被认为是下一代大规模能源存储应用的理想选择。然而，与LiB对应物相比，SIBs中Na+离子的大小和质量大于Li+离子，这通常会导致其反应动力学变慢，循环寿命降低。寻求能够适应快速、稳定Na离子嵌入/提取的有前途的电极材料，是推动SIBs走向商业繁荣的关键。一维（1D）纳米材料因其较大的活性表面积、较高的变形应力耐力、较短的离子扩散通道和定向电子传输路径而在提高速率和循环性能方面显示出广阔的应用前景。静电纺丝作为一种通用的合成技术，具有可控制备、易于操作和批量生产的优点，已广泛用于制备SIBs的一维纳米结构电极材料。在这篇综述中，研究者全面总结了静电纺丝制备钠存储正极和负极材料的最新进展，讨论了调节纺丝参数对材料微观/纳米结构的影响，并阐明了定制电极的结构性能相关性。最后，还指出了电纺钠存储材料的未来方向。

图1.从科学网数据库获得的电纺钠离子电池电极材料的出版物数量。

图2.制备不同一维纳米结构的静电纺丝装置的示意图。

图3.（a）Na3V2（PO4）3/C纳米纤维的TEM图像。（b）萌芽柳枝状Na3V2（PO4）3/C纳米纤维的SEM和（c）TEM图像。（d）Na3V2（PO4）3/C纳米纤维和Na3V2（PO4）3颗粒分层分布的TEM图像。（e）包裹亚微米级Na3V2（PO4）3颗粒的3D电子通道的SEM图像。（f）NaFePO4@C纳米纤维的TEM图像（插图为NaFePO4粒径分布图）。

图4.（a）NaVPO4F/C纳米纤维在2 C、2.6至4.5 V的电压范围内相对于Na+/Na的恒电流充放电曲线。（b）Na2FePO4F@C纳米纤维的倍率能力。（c）包裹石墨烯的Na6.24Fe4.88（P2O7）4（NFPO@C@rGO）复合纳米纤维的合成过程示意图。（d）Na2+2xFe2-x（SO4）3@PCNF杂化纳米纤维的GITT和相应的准开路电势（QOCP）曲线。（e）P2-Na2/3Ni1/3Mn2/3O2纳米纤维正极//硬碳负极全电池的配置图。

图5.（a）梯度静电纺丝和受控热解方法的示意图。（b）在NaCrO2纳米线的不同工作温度下的速率行为。（c）Na0.44MnO2纳米线正极在不同充电/放电状态下的异位XRD图谱。Na0.44MnO2（d）纳米纤维和（e）纳米棒的TEM图像和选定区域电子衍射（SAED）图。

图6.（a）高柔性碳纳米纤维薄膜的制备过程示意图，以及（b）多孔N掺杂碳纳米纤维的SEM图像。（c）磷官能化前后的碳结构，包括PO、P=O和P-C，以及具有相应能量的5种可能的Na吸附模型，（d）具有超高电化学性能的磷官能化硬碳负极的示意图。（e）石墨烯/多孔碳纳米纤维的TEM图像。

图7.（a）Sn纳米点@多孔N掺杂碳纳米纤维的HRTEM图像、（b）倍率性能和循环性能。插图：300次循环后电极材料的SEM、TEM和HRTEM图像。（c）TiO2-Sn@碳纳米纤维的TEM图像。（d）Sb/C纳米纤维的TEM图像。（e）使用红色P@C和Na3V2（PO4）2F3/C电极（插图）的囊型Na离子全电池的充电/放电曲线，在1000 mA g-1、1.0-4.0 V的电压窗口内进行测试（基于负极质量）。

图8.（a）具有大量氧空位和高晶界密度的多通道、多孔二元相TiO2纳米纤维的TEM图像、（b）HRTEM图像以及（c）Na+和电子传输过程示意图。（d）NMTO和MTO纳米纤维的拉曼光谱和（e）高分辨率Ti 2p XPS光谱。（f）MnFe2O4@C纳米纤维重复钠化/脱钠过程中的反应机理示意图。

图9.（a）MoS2/C纳米纤维的TEM图像。（b）（MoS2/CF）@MoS2@C的SEM图像。（c）具有许多纳米空隙的多孔FeS纳米纤维的形成机理。（d）高倍放大SEM图像，（e）TEM元素映射图像，（f）电子和Na离子传输的图解，以及（g）附着在碳纳米纤维上的CoSe2晶粒的阻抗谱分析奈奎斯特图。（h）Fe7Se8/N-CNFs的TEM图像。