DOI: 10.1016/j.carbon.2021.04.031

合理设计与高比容量纳米材料耦合的电极结构，是构建高性能储能系统的理想选择。在此，通过简单的电吹塑纺丝技术，构建了包埋钼基化合物的具有保护性多孔碳壳的柔性三维互连多孔碳纳米纤维，并将其用作独立式锂离子电池（LIB）负极。这样精心设计的架构具有较大的表面积、保护性多孔碳壳和3D互连多孔结构。此外，在不同的碳化条件下，各种高比容量的钼基化合物（包括MoS2、MoO2和MoN）能够均匀地分散在纤维中，特别是其中一些通过薄薄的石墨碳层桥接到纤维骨架上。这种协同耦合效应得益于结构和材料的优势，能够有效地提供更多的锂离子存储活性位点、快速的电子/离子转移路径和良好的结构完整性。当用作LIB独立式负极时，这三种纤维负极具有出色的电化学性能，具体表现为较高的比容量、优异的倍率性能和良好的循环稳定性。综上所述，本研究设计的纤维负极结构为构建各种能量存储设备的高性能电极开辟了一条新的途径。

图1.MoS2@MPCNF、MoO2@MPCNF和MoN@MPCNF制备过程的示意图。

图2.（a）MoS2@MPCNF，（b）MoO2@MPCNF和（c）MoN@MPCNF的高分辨率SEM图像；（d）MoS2@MPCNF，（e）MoO2@MPCNF和（f）MoN@MPCNF的横截面SEM图像；（g）MoS2@MPCNF，（h）MoO2@MPCNF和（i）MoN@MPCNF的TEM图像。

图3.（a-c）MoS2@MPCNF的HR-TEM和EDS元素映射图，（d-f）MoO2@MPCNF的HR-TEM和EDS元素映射图，（g-i）MoN@MPCNF的HR-TEM和EDS元素映射图。

图4.MoS2@MPCNF的（a）Mo3d和（b）S2p高分辨率光谱，MoO2@MPCNF的（c）Mo3d和（d）O1s高分辨率光谱，MoN@MPCNF的（e）Mo3d和（f）N1s高分辨率光谱，MoS2@MPCNF、MoO2@MPCNF和MoN@MPCNF的（g）XRD图和（h）氮气吸附-解吸等温线以及孔径分布。

图5.（a）MoS2@MPCNF，（b）MoO2@MPCNF和（c）MoN@MPCNF的前三个CV曲线，MoS2@MPCNF、MoO2@MPCNF和MoN@MPCNF的电化学性能：（d）奈奎斯特图，（e）倍率性能，（f）在0.2A/g下进行200次循环的循环性能，（g）在1A/g下进行500次循环的循环性能。

图6.循环后MoS2@MPCNF的（a）低倍SEM，（b）高倍SEM和（c）TEM图像；循环后MoO2@MPCNF的（d）低倍SEM，（e）高倍SEM和（f）TEM图像；循环后MoN@MPCNF的（g）低倍SEM，（h）高倍SEM和（i）TEM图像。

图7.MoS2@MPCNF、MoO2@MPCNF和MoN@MPCNF负极的锂离子存储过程示意图。