DOI:10.1007/s10854-020-03915-5
在这项工作中,使用简单的静电纺丝/煅烧方法制备了掺杂MnCo2O4纳米粒子的一维(1-d)碳(MnCo2O4/C)纳米纤维,并对其电化学性能进行了研究。透射电子显微镜、能量色散光谱和选定区域电子衍射显示大量MnCo2O4纳米粒子(直径10-20 nm)均匀分散并嵌入由此制备的一维碳基体中。MnCo2O4/C复合纳米纤维表现出较高的比电容125.0 F/g(1.0A/g)和良好的循环稳定性(1000次循环后电容保持率为119%)。复合材料的优异电化学性能归因于其独特的嵌入结构,该结构为有效释放体积变化引起的机械应力提供了良好的电子载体和缓冲基质。它还可以防止MnCo2O4纳米粒子在充放电循环过程中发生聚集。
图1.静电纺丝过程中使用的设备示意图
图2.TG和DSC曲线是通过在不断变化的氮气气氛下加热前驱体MnCo2O4/C纳米纤维获得的。加热速度为5℃/min
图3.使用不同碳化温度制备的MnCo2O4/C纳米纤维的XRD图谱
图4.使用碳等温温度(a 500℃,b 600℃,c 700℃和d 800℃)制备的MnCo2O4/C纳米纤维的SEM图像。比例尺表示长度为1.0 µm
图5.a)使用在700℃下碳化的MnCo2O4/C纳米纤维获得的TEM图像、b)放大的TEM图像、c)HR-TEM图像和d)SAED图谱。单MnCo2O4/C纳米纤维的元素映射图如(e-i)所示
图6.a)在800℃的O2气氛下煅烧的MnCo2O4/C纳米纤维的TEM图像、b)HR-TEM图像和c)SAED图
图7.使用a)MnCo2O4/C纳米纤维和b)MnCo2O4粉末获得的氮气吸附-解吸等温线。相应的孔径分布分别在c和d中显示
图8.由MnCo2O4/C纳米纤维和MnCo2O4粉末制成的电极的CV曲线(a,b)、GCD曲线(c,d)和比电容(e,f)
图9.奈奎斯特图是在开路电势下使用a)MnCo2O4/C纳米纤维和b)MnCo2O4粉末电极记录的。插图显示了主阻抗图高频区域的展开图。c中所示的电路图是用于解释阻抗谱的等效电路
图10.在1000 GCD循环中记录的MnCo2O4电极的循环稳定性