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J. Alloys Compd.:Fe3O4纳米粒子浸渍碳纳米纤维的制备及其在锂离子电池中的应用
2020/11/26 10:05:57 易丝帮

DOI:10.1016/j.jallcom.2020.158045

电子纺织品的发展需要便携式的能量存储设备,而这些设备不能损害纺织品的舒适度和功能性。在这项工作中,通过将磁铁矿纳米粒子(Fe3O4-NPs)浸渍在静电纺丝碳纳米纤维(CNFs)上,制备出一种柔性碳电极作为锂电池负极。通过拉曼光谱、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)和电化学技术对活性负极材料进行了表征。TEM图像显示,粒径为32nm的Fe3O4纳米粒子很好地吸附在约400nm的CNFs上。电化学测试表明,Fe3O4-NPs的存在改善了CNFs的电化学性能,实现了1146 mAh g-1的高初始放电容量,优于纯CNFs的初始放电容量(480 mAh g-1)。而且,复合活性材料的库仑效率(90%)更高。然而,由于Fe3O4-NPs的电子电导率较低,因此复合材料在高C率下的容量保持率略有降低。

 

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图1.(a)有无Fe3O4-NPs浸渍的CNFs的拉曼光谱。(b)CNFs和Fe3O4浸渍CNFs在空气中的TGA。


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图2.(a)Fe3O4-NPs浸渍CNFs的TEM和(b)高分辨率TEM(HRTEM)图像。(c)CNFs-Fe3O4纺织品的外观。


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图3.(a)活性材料CNFs和CNFs-Fe3O4在0.3C(0.1 A g-1)下的充放电曲线。(b)库仑效率。(c)活性物质在0.3C下的循环性能。


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图4.(a)CNFs和CNFs-Fe3O4活性材料在几种放电C率下的容量保持率,在0.3C(0.1 A g-1)下充电。(b)CNFs和CNFs-Fe3O4活性材料在几种扫描速率下的循环伏安图。在一种扫描速率下重复三次,以证实测量的可重复性。


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图5.25次循环后,活性材料在0.01、1.5和3.0V电压下(相对于Li/Li+)的奈奎斯特图。(a)CNFs和(b)CNFs-Fe3O4。


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