DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.159703

本文报告了一种可作为新型电极材料的柔性自支撑负极，以改善锂离子电池（LIBs）的能量密度。在这项工作中，研究者通过静电纺丝和随后的热处理合成了均匀包埋FeCo纳米颗粒的一维N掺杂碳纳米纤维（称为FeCo@NCNFs）。所制备的具有高电导率和良好柔性的FeCo@NCNFs薄膜可直接用作LIBs负极，无需添加任何导电剂和粘合剂。FeCo@NCNFs的锂存储性能远远优于纯NCNFs。此外，还研究了碳化温度对FeCo@NCNFs结构和电化学性能的影响。结果表明，在600℃下获得的FeCo@NCNFs表现出最佳的电化学性能，具有相对较高的可逆容量，即100次循环后在100mAh/g下的可逆容量达566.5mAh/g。增强的电化学性能主要归因于3D导电NCNFs网络与小FeCo纳米颗粒之间的协同作用，可有效提高活性物质的利用率，促进电子和锂离子的运输，并促进电荷迁移动力学。其电化学性能的提高主要归功于三维导电网络与FeCo纳米粒子的协同作用，能有效提高活性物质的利用率，加快电子和锂离子的传输，促进电荷传输动力学。另外，FeCo纳米颗粒在NCNFs中的均匀分散也大大缓冲了充放电循环中电极的体积变化，提高了电极的结构稳定性。

图1.FeCo@NCNFs的制备过程示意图。

图2.所合成的FeCo@NCNFs-550，FeCo@NCNFs-600，FeCo@NCNFs-700和NCNFs-600的（a）XRD图和（b）拉曼光谱。

图3.（a，d）FeCo@NCNFs-550，（b，e）FeCo@NCNFs-600和（c，f）FeCo@NCNFs-700的FESEM和TEM图像。（g-k）FeCo@NCNFs-600的STEM图像和相应的元素映射图像。

图4.（a）FeCo@NCNFs-600的HRTEM图像，插图是相应的SAED图谱。（b）在（a）中用白色虚线框突出显示的区域的HRTEM放大图像。

图5.FeCo@NCNFs-600的XPS光谱：（a）全扫描光谱；（b）高分辨率C1s光谱；（c）高分辨率Fe2p光谱；（d）高分辨率Co2p光谱。

图6.（a）FeCo@NCNFs-600电极在0.01-3.00V之间的前五个CV曲线，扫描速率为0.1mV/s。（b）FeCo@NCNFs-600电极在100mA/g下进行相应循环的恒电流充放电曲线。（c）FeCo@NCNFs-550、FeCo@NCNFs-600、FeCo@NCNFs-700和NCNFs-600电极在100mA/g下的循环性能和库仑效率，以及（d）倍率性能。

图7.一维FeCo@NCNFs的锂嵌入/萃取过程的示意图。

图8.FeCo@NCNFs-550、FeCo@NCNFs-600和FeCo@NCNFs-700电极的阻抗谱。插图是NCNFs-600的阻抗谱。

图9.（a）在100mA/g下进行第100次充放电循环后，FeCo@NCNFs-600的FESEM和（b）TEM图像。