DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.150055

近年来，科研人员成功制备出多种氧缺陷（空位）纳米结构材料，并将其用作锂离子电池（LIBs）电极材料。然而，氧缺陷和纳米结构对改善锂存储性能的具体作用尚不清楚。此外，可以产生可控的氧缺陷浓度并保持电极材料纳米结构形态的技术是十分可取的。因此，在本文中，研究者通过静电纺丝技术以及随后对初生纳米纤维进行热处理（例如700℃（C2FONF-700），800℃（C2FONF-800）和900℃（C2FONF-900），试图在Ca2Fe2O5（C2FONF）纳米纤维中创建氧缺陷。采用XRD、FE-SEM、BET、XPS和I-V特性对所有制备的样品进行了表征。从氧缺陷的定量可以看出，C2FONF-900样品包含最多的氧空位。当用作LIB负极时，C2FONF-900表现出优异的可逆容量和可循环性。此外，研究者还发现C2FONF-900的倍率性能比C2FONF-700和C2FONF-800更好。对电容/扩散控制过程的研究表明，C2FONF-900电极对电容容量的贡献更大，这是其更高倍率性能的原因。本研究表明，通过调整氧缺陷的浓度同时保持相似的纳米纤维结构，可以轻松地改善铁基氧化物的锂存储性能。

图1.C2FO纳米纤维的FE-SEM图像：（a）初纺纳米纤维，在（b）700，（c）800和（d）900℃下煅烧4h。

图2.C2FONF-700、C2FONF-800和C2FONF-900的EDX。

图3.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800和（c）C2FONF-900的Rietveld精制XRD图。

图4.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800和（c）C2FONF-900的N2吸附-解吸等温线。（d）C2FONF-700，（e）C2FONF-800和（f）C2FONF-900的孔径分布。

图5.（a，c，e）C2FONF-700、C2FONF-800和C2FONF-900的全扫描光谱和（b，d，f）Ca2p光谱。

图6.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800，（c）C2FONF-900中Fe2p的高分辨率XPS光谱；（d）C2FONF-700，（e）C2FONF-800，（f）C2FONF-900中O1s的高分辨率XPS光谱。

图7.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800和（c）C2FONF-900的I-V曲线。

图8.当电流密度为50mA/g时，（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800，（c）C2FONF-900的GCD曲线，（d）C2FONF-700，（e）C2FONF-800，（f）C2FONF-900的循环性能。

图9.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800，（c）C2FONF-900在0.1-3C下的倍率性能，（d）所有C2FONF电极在1C（500mA/g）下的循环性能比较。

图10.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800，（c）C2FONF-900新鲜电极以及（d）C2FONF-700，（e）C2FONF-800，（f）C2FONF-900循环电极的EIS光谱，插图为拟合所有阻抗谱的等效电路。

图11.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800，（c）C2FONF-900在各种扫描速率下的CV曲线。

图12.（a）C2FONF-700，（b）C2FONF-800，（c）C2FONF-900的logi与logv图；（d）C2FONF-700，（e）C2FONF-800，（f）C2FONF-900的i/v1/2与v1/2图。

图13.在不同扫描速率下，（a）C2FONF-700，（c）C2FONF-800，（e）C2FONF-900的扩散控制和电容贡献率。当扫描速率为0.2mV/s时，（b）C2FONF-700，（d）C2FONF-800，（f）C2FONF-900的CV曲线。