DOI: 10.1016/j.cej.2021.128638

钠离子电池（SIBs）由于钠资源丰富且成本低廉，被认为是大规模储能应用中锂离子电池的一种很有前途的替代品。然而，其实际应用仍然受到诸如循环寿命有限和电极质量负荷低等因素的阻碍。在此，通过简便的静电纺丝法合成了均匀的独立式Sn基（Sn@CFC）电极。交联的氮掺杂碳纤维和超小型金属Sn纳米粒子协同提供了快速的离子和电子通道，在0.5 mV s-1的扫描速率下可实现87.1％的主要伪电容贡献。Sn@CFC电极在50 mA g-1下显示出1.68 mAh cm-2的高可逆面积容量，在200 mA g-1下具有1000次循环的长循环寿命，且容量保持率在80％以上。此外，简便的制造技术在几乎没有牺牲电化学性能的前提下，可生产出具有5.5 mg cm-2极高质量负载的Sn@CFC电极。这项研究为制备具有高面积容量和高能量密度的先进SIBs电极提供了一种有希望的途径。

图1.（a）独立式Sn@CFC电极的合成示意图。（b-h）Sn@CFC的形态表征：（a-c）SEM图像，（d，e）TEM图像，（f）高分辨率TEM图像和（g）STEM图像以及相应的EDS元素映射。

图2.Sn@CFC的（a）XRD图，（b）拉曼光谱和（c）TGA曲线。（c）Sn@CFC，（d）C1s和（e）N1s的XPS光谱。

图3.Sn@CFC电极的电化学性能。（a）在0.01-2V范围内，当扫描速率为0.1 mV s-1时的循环伏安曲线。（b）第一个循环期间的恒电流放电/充电曲线。（c）在不同的充放电状态下，Sn@CFC的非原位XRD图谱。（d）在50 mA g-1下的循环性能。（e）在50 mA g-1下进行第1、2、20和200次循环的恒电流放电/充电曲线。（f）在不同速率下的倍率性能（50 mA g-1-1000 mA g-1）。（g）在200 mA g-1下的长期循环性能。

图4.（a）独立式Sn@CFC电极的结构演变示意图。（b）200个循环后Sn@CFC的XRD（充电至1.0V），（c-e）200个循环后SnCFC电极的SEM图像。

图5.Sn@CFC负极的电化学动力学特性。（a）从0.1 mV s-1至1 mV s-1的不同扫描速率下的CV曲线。（b）正极峰和负极峰的logi与logv的相应关系曲线。（c）在0.5 mV s-1下的CV曲线和电容贡献（阴影区域）。（d）在不同扫描速率下的电容贡献百分比。