DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.161513

钠化/脱钠过程中严重的体积变化和FeS缓慢的钠反应动力学限制了其在高性能钠离子电池（SIBs）中的应用。为了解决这些问题，本研究通过静电纺丝技术与一步硫化相结合，制备了自支撑FeS纳米微晶浸渍多孔N、S掺杂碳纳米纤维（FeS@CNFs）。在硫化过程中，含Fe前驱体的初纺膜被碳化和硫化，同时碳基体被含S的氧基团官能化。获得的柔性自支撑FeS@CNFs薄膜可直接用作SIBs负极，无需进行浆料浇铸。由于在导电碳纳米纤维网络中引入了均匀分布的FeS纳米晶，解决了低电子电导率和FeS粒子聚集的问题，因此该薄膜具有显著的电化学性能。此外，由于CNFs的缓冲效应，该薄膜在循环过程中表现出良好的结构稳定性和有限的体积变化。上述薄膜在0.2 A g-1下显示出530 mA h g-1的高比容量，初始库仑效率高达86.2％。而且，由于表面占主导地位的伪电容氧化还原反应增强，有利于电荷转移和离子扩散，因此FeS@CNFs在10和30 A g-1下可提供367和278 mA h g-1的容量，在10 A g-1下进行700次循环后，保持长期循环稳定性，容量保持率高达87.6％。

图1.（a）所有样品的XRD图谱，（b）FeS@CNFs的TG曲线。

图2.（a）FeS@CNFs弯曲过程的照片，（b）SEM，（c）HRSEM，（d）TEM，（e）HRTEM图像和（f）SAED图谱。

图3.（a）FeS@CNFs的氮气吸附-解吸等温线和孔径分布曲线（插图），以及（b）S2p、（c）C1s和（d）N1s XPS光谱。

图4.（a）FeS@CNFs电极在0.01-3V（vs.Na/Na+）范围内于0.2mV/s扫描速率下的CV曲线，（b）FeS@CNFs前3个循环的充放电曲线，（c）FeS@CNFs在1A/g下的循环性能。

图5.（a）FeS@CNFs电极在不同电流密度下的倍率性能和（b）相应的充放电曲线，（c）FeS@CNFs在10A/g下进行不同循环的电压曲线和（d）循环性能。

图6.（a）FeS@CNFs在0.2-1.0mV/s不同扫描速率下的CV曲线，（b）氧化还原峰的线性拟合线，（c）FeS@CNFs在1.0mV/s下进行电荷存储的电容贡献（红色区域）和扩散控制贡献（灰色区域），（d）FeS@CNFs在不同扫描速率下的电容贡献率。

图7.所有样品在100kHz至0.01Hz频率范围内的奈奎斯特图。