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Mater. Sci. Eng. B:离心纺丝复合纤维的研究进展及其作为锂离子和钠离子电池负极材料的性能
2021/1/31 9:30:08 易丝帮

DOI: 10.1016/j.mseb.2020.115024

纳米纤维(NFs)和复合NFs因其较高的比表面积体积比和多样化的形态而被广泛用作锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)的电极和隔膜材料。大多数碳纤维(CFs)负极是由静电纺丝和随后的热处理制备而成的。然而,与此方法相关的低纤维产率和安全隐患引起了人们的担忧,从而限制了复合CF负极的商业化。诸如离心纺丝之类的纤维和纳米纤维加工方法可以提高生产率,并消除使用高压生产纤维的困扰。本文提出并讨论了含合金、过渡金属氧化物和过渡金属亚硫酸盐基材料的离心纺丝纤维,及其用作LIBs和SIBs负极材料的潜力。重点介绍了离心纺丝工艺及其对纤维形成、形态和纳米复合负极结构的影响。

 

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图1.锂离子电池活性成分的示意图。


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图2.单孔熔喷工艺。


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图3.双组分纤维熔体纺丝的示意图。


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图4.示意图描述了构建新型CF结构的方法。


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图5.静电纺丝装置。


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图6.离心纺丝喷丝头和收集器的示意图。


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图7.对于6wt%PEO溶液,平均直径与喷嘴到收集器距离(cm)的关系。


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图8.离心纺丝PEO/Ag复合纤维的直方图、线性分布和SEM图像。


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图9.a)Sb4、Sb5和Sb6的循环性能和b)倍率性能。


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图10.a)50%,b)60%,c)70%和d)80%活性材料(MoO2)的充电/放电和循环性能图。


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图11.a)非空心和b)空心TiO2/C复合纤维的循环性能。


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图12.α-Fe2O3/TiO2/碳、TiO2/C和α-Fe2O3/C复合无粘结剂负极在100 mA g-1下的循环性能。


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图13.FC、TC和FTC工作电极在100 mA g-1电流密度下的循环性能。


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图14.SnO2-NiO/CNFs、Sn/CNFs和CNFs的循环性能。


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图15.A)TiO2/C复合纤维电极的恒电流充电/放电曲线,显示在0.05-3.0V的电压窗口,100 mAg-1的电流密度下进行第1、10、25、50和100次循环的电压与比容量图。B)TiO2/C复合电极在100 mA g-1下循环100次的循环性能。


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图16.a)离心纺丝SnSb@CMF-1、SnSb@CMF-2、SnSb@CMF-2@C复合纤维和碳纤维负极的循环性能和b)库仑效率曲线。


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图17.a)CMFs、SnSb/CMFs和SnSb/rGO/CMFs的循环性能和b)库仑效率。


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图18.SnO2/C复合纤维负极和SnO2电极在20 mA g-1 电流密度下的循环性能。


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图19.SnO2/C复合纤维负极和SnO2电极在640 mA g-1电流密度下的循环性能。


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图20.在40 mA g-1的电流密度下,非CVD以及经30、60和90分钟CVD处理的SnO2/C复合负极的循环性能。


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图21.在640 mA g-1的电流密度下,非CVD以及经30、60和90分钟CVD处理的SnO2/C复合负极的循环性能。


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图22.a)半电池SIBs中MoO2/C复合负极的充电/放电曲线和b)循环性能。


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