DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.162550

锂离子电池具有高能量密度、高输出电压和环境友好性等优点，在可穿戴电子设备中具有广阔的应用前景。随着人们对可穿戴电子产品需求的不断增长，锂离子电池柔性负极受到了极大的关注。然而，传统刚性负极严重阻碍了锂离子电池在柔性可穿戴设备中的进一步发展。在此，作者展示了一种花状结构材料，其中层状MoS2纳米片锚定在3D多孔碳纳米纤维（CNFs）上，作为LIBs的独立负极，而且这种材料可以随意缠绕。通过简单的静电纺丝和碳化工艺制备了自支撑CNFs，MoS2纳米片由少量MoS2层（≤5）组成，经水热法制备而成。时间相关实验表明，花状结构是由裸露的纤维和微小颗粒转化而来的。尽管聚合物在制造过程中经拉伸、收缩并用MoS2纳米片覆盖，但膜始终保持良好的柔性。受益于同轴结构和协同效应，柔性负极在较高电流密度下显示出初始高放电容量（938.8mAh/g，0.2A/g）和出色的容量保持率（在2A/g下循环1000次后的容量由457.2mAh/g变为276.3mAh/g）。其稳定性优于其他柔性MoS2基负极。此外，该杂化电极在实验后能够保持优异的柔性和机械稳定性，有利于可穿戴电子产品的未来发展。本工作表明，柔性MoS2@CNFs可用作柔性电池、柔性电容器和其他可穿戴设备的负极。

图1.（a）花状MoS2@CNFs的制备示意图。（b）MoS2@CNFs先前测试的照片。（c）CNFs以及经（d）2、（e）6、（f）12、（g）24和（h）30h不同水热时间制备的MoS2@CNFs的SEM图像和（i）相应示意图。

图2.（a，b）MoS2@CNFs-24H在不同放大倍率下的典型FESEM图像。（c）MoS2@CNFs-24H的横截面FESEM图像。（d）纯二硫化钼微球的典型FESEM图像。

图3.CNFs以及在2、6、12、24和30h不同水热时间下制备的MoS2@CNFs的XRD图。

图4.（a，b）MoS2@CNFs-24H在不同放大倍率下的TEM图像。（c）MoS2纳米片的HRTEM图像（插图：MoS2纳米片的晶格）。（d）MoS2@CNFs-24H的HAADF-STEM图像以及（e）C、（f）Mo（K-α）和（g）S（K-α）元素的相应EDS映射图像。

图5.（a）MoS2@CNFs-24H、CNFs和MoS2微球的拉曼光谱。MoS2@CNFs-24H的XPS光谱：（b）Mo3d和S2s，（c）S2p，（d）C1s。

图6.（a）不同水热时间制备的MoS2@CNFs在0.2A/g下的循环性能。（b）MoS2@CNFs-24H电极前四个循环的CV曲线，扫描速率为0.1mV/s。（c）MoS2@CNFs-24H电极在0.2A/g下进行前五个循环的充放电曲线。（d）MoS2@CNFs-24H、MoS2微球和CNF电极在0.2A/g下的循环性能。（e）MoS2@CNFs-24H、MoS2微球和CNF电极在0.1、0.2、0.5、1和2A/g下的倍率性能。（f）MoS2@CNFs-24H、MoS2微球和CNF电极在100kHz-0.01Hz范围内的奈奎斯特图（插图：（f）中红色虚线框标记区域的放大视图）。（g）MoS2@CNFs-24H在2A/g下的循环性能。