DOI:10.1016/j.jallcom.2020.156531
静电纺丝技术在制备用于储能装置的独立式电极材料方面仍然具有很大的优势。在这项研究中，静电纺丝含MoS2/PMMA和Fe（NO3）3.9H2O/PAN溶液混合物的纺丝液，以开发出一种核壳结构的碳纳米纤维，用作LiS离子和K离子电池的MoS2@FexOy@CNF负极。利用FESEM、TEM和HRTEM观察了由MoS2和氧化铁纳米粒子组成的致密核以及CNF光滑多孔外壁的包封。通过交替两种溶液的组成方案，可以明显看出CNF的形态和性能变化。含MoS2@FexOy@CNF电极的锂离子电池（LIB）在500 mA g-1下的循环性能为723 mAh g-1，在300次循环后仍可保持88.72％的容量。在0.1、0.2、0.5、1、2和5C下，其速率性能分别提高到1218、1109、938、863、711和538 mAh g-1。对K离子电池（KIB）中的MoS2@FexOy@CNF电极进行了测试，在50 mA g-1时具有320 mAh g-1的可逆容量和70％的容量保持率，比原始MoS2浆料基电极提高了63％。在电流速率为0.05、0.1、0.2、0.5和1C时，KIB的速率性能分别为387、295、265、178和109 mAh g-1。此外，新型核壳MoS2@FexOy@CNF基电极材料可安全地用于Mg离子和Na离子电池。
图1.a）溶液前驱体和静电纺丝MoS2@FexOy@CNF基材料的3-D示意图；b）MoS2@FexOy@CNF基材料纺丝液的光学图像，c）老化24小时以及d）老化48小时的溶液的光学显微图像。
图2.（a，b）MoS2@CNF，（c，d）FexOy@MoS2@CNF，（e，f）MoS2@FexOy@CNF的FESEM图像。
图3.（a）MoS2@FexOy@CNF的TEM图像，（b，c，d）HRTEM图像。
图4.MoS2@FexOy@CNF的EDX元素映射，显示了C、Mo、S、Fe、N和O映射。
图5.（a）MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF、MoS2@FexOy@CNF和原始MoS0样品的XRD峰的堆叠图以及MoS2 PXRD图谱，（b）通过Scherrer公式计算的MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF、MoS2@FexOy@CNF和原始MoS2样品内部的微晶尺寸（nm）与峰位置（2θ）的关系，以及（c）不同样品002平面上XRD峰的放大图。
图6.（a）MoS2@FexOy@CNF的初纺和碳化样品的热重分析TGA和（b）ATR-FTIR光谱。
图7.（a）MoS2@FexOy@CNF和（b）FexOy@MoS2@CNF基材料在X射线扫描波长532nm处的拉曼光谱，以及它们各自的低频区域放大图。
图8.（a）MoS2@CNF、（b）FexOy@MoS2@CNF和（c）MoS2@FexOy@CNF基电极在0-3.0V（vs Li+/Li）下以0.1 mV s-1的扫描速率获得的前四个循环的循环伏安曲线，（d）含ΔV值的MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF和MoS2@FexOy@CNF的第一个循环CV曲线。
图9.（a）MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF和MoS2@FexOy@CNF基锂离子电池在500 mA g-1下的循环性能和库仑效率，在200 mA g-1下进行预循环。（b）不同循环期间MoS2@FexOy@CNF基LIB的充电/放电曲线。（c）评估MoS2@CNF、FexOy@MoS2@CNF和MoS2@FexOy@CNF基锂离子电池在0.1、0.2、0.5、1、2C速率下的容量（其中1C=1000 mA g-1）。（d）MoS2@FexOy@CNF基锂离子电池在不同C速率下的充电/放电曲线。（e）MoS2@FexOy@CNF基锂离子电池在充电/放电前后的奈奎斯特图，以及（f）显示MoS2@FexOy@CNF负极在300次充电/放电循环后的异位FESEM图像。
图10.（a）含MoS2@FexOy@CNF和原始MoS2基电极的KIB在充/放电电流为50 mA g-1下100次循环的循环性能，以及库仑效率。（b）MoS2@FexOy@CNF基KIBs在电流密度为50 mA g-1下的充电/放电曲线，（c）MoS2@FexOy@CNF和原始MoS2电极在0.05、0.1、0.2、0.5、1C速率下的倍率性能（其中1C=1000 mA g-1），（d）不同C速率下MoS2@FexOy@CNF基KIBs的充电/放电曲线，（e）原始MoS2和MoS2@FexOy@CNF基KIBs在扫描速度为0.1 mV s-1，电位范围为0.01-3.0V下的循环伏安曲线。
图11.（a）先前研究与当前研究制备样品的性能比较，（b）3D示意图展现了单个MoS2@FexOy@CNF和嵌入Fe-氧化物纳米颗粒的MoS2结构，以及真实CNF膜电极和由MoS2@FexOy@CNF电极组成且带有LED灯照明的锂离子电池的光学图像。
