DOI: 10.1002/aenm.202000845

静电纺丝是制备用于组装2D/3D结构的1D管状/纤维状纳米材料的常用技术。当与其他材料加工技术（例如化学气相沉积和水热处理）结合使用时，静电纺丝可以实现强大的合成策略，从而调整储能材料的结构和组成特征。在此，对基本的静电纺丝技术及其与其它合成方法的组合进行了简单描述。然后介绍其在制备具有各种功能的框架和支架中的用途，例如，石墨管状网络以增强电极的电子导电性和结构完整性。本文介绍了用于锂金属负极、硫正极、膜分离器的三维支架结构，或用于可充电电池的聚合物固态电解质的三维基质的最新进展。将一维静电纺纳米材料作为纳米反应器用于原位透射电子显微镜（TEM）观察材料合成和电化学反应机理，该技术因易于机械操作、电子透明性、电子导电性、以及通过液-液处理易于对复杂的化学成分进行预定位等优点而广受好评。最后，对储能材料的工业生产和未来面临的挑战进行了展望。

图1.a）静电纺丝设置的基本图示：喷嘴到板的距离h（约20 cm），纤维直径d（几到103 nm），纤维范围D（与h相似的大小），针嘴内径（0.1-1.0 mm）和施加电压（1-100 kV）。收集器可以是可移动或旋转的平板或滚筒。b）碱金属离子基电池的示意图，其正极（含氧化物、硫等的碱金属离子），负极（锂、石墨，合金等）和中间层（液体电解质和隔膜，或固态电解质）。

图2.静电纺丝技术历程的示意图。

图3.静电纺丝技术影响纤维形成的因素。

图4.整体示意图，显示了静电纺丝技术与其他材料加工方法的组合，以实现不同的分层结构和各种纳米杂化材料。

图5.a）通过结合的Ni0纳米粒子迁移和静电纺丝工艺在CNF内部创建碳空心管（CHT）结构。b）通过集成静电纺丝和原位CVD工艺将CNT生长到CNF上。

图6.将电纺聚合物模板与：（a）水热法形成管中管结构的组合。（b）CVD技术合成分层管状结构的组合。（c）水热和水解制备双壳N掺杂碳/CoSx空心管的组合。

图7.将电纺模板与蚀刻相结合，以合成从多孔CNF到中空碳管的一系列纳米碳，其中基于碳热还原，由Zn（Ac）2转化产生的ZnO蚀刻碳：ZnO + C→Zn + CO或CO2。通过控制Zn（Ac）2的量，可以很好地调节ZnO的含量以蚀刻部分或全部碳，从而实现多孔碳核或中空管状结构。

图8.a）通过静电纺丝技术结合模板在CNF内部形成中空纳米球和空心卵黄-壳结构作为硫的主体。b）同轴电纺技术使空心CNF成为硫主体。c）静电纺丝技术和相分离相结合，使CNF内部的空心通道成为硫的主体。

图9.a）作为锂金属主体的静电纺中空通道纤维。b）电纺陶瓷网络可作为聚合物固态电解质的3D基质。

图10.a）用于纤维前驱体热处理的原位TEM加热阶段的设置示意图，b）孔隙评估和c）双金属MOF（ZIF-8和ZIF-67）的碳化。d）在原位TEM设置下，用于Ni迁移的CNF基质的示意图。e）焦耳加热后Ni0迁移和蒸发产生的空心结构。f）Ni0纳米粒子在CNF基质内迁移以形成GHT结构的详细过程。

图11.a）用于原位TEM装置的电纺TiO2-x-碳基质，以研究Sn的锂化/脱锂过程。b）碳空心管作为原位TEM宿主，用于CoS的锂化/脱锂过程。c）在多孔CNF基质内进行硫循环的原位TEM装置示意图。d）微孔和e）中孔CNF内部硫的锂化过程。

图12.a）使用碳空心管作为锂基质的原位TEM装置示意图。b）Li单晶镀层的HRTEM成像。碳空心管内部的c）Li镀层和d）Na镀层的TEM成像。e）ZnOx引起的亲脂性。f）CNF孔内的Li镀层。

图13.通过Li金属与制备的电纺MIEC管壁间的相边界进行界面扩散，通过科布尔蠕变进行Li镀/剥离的机理示意图。