DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.154934

钾离子电池（PIBs）成本相对较低、储量丰富，被认为是很有前途的下一代储能设备。此外，K+/K的氧化还原电位与Li+/Li相当。当涉及到负极时，NASICON型材料因其坚固的结构和高离子迁移率而备受关注。本研究通过静电纺丝和后退火工艺制备了钒掺杂Ca0.5Ti2（PO4）3/C纳米纤维，将钒掺杂到基体中可提高离子/电子电导率。当组装成PIBs半电池时，其可在5A/g下提供131mAh/g的高容量，在类似物中性能最佳。此外，在1A/g下循环1000次后的稳定容量为112mAh/g。这一发现表明，钒掺杂Ca0.5Ti2（PO4）3/C纳米纤维有望成为一种很有吸引力的PIBs负极材料。

图1.（a）具有不同V含量的CTP/C的XRD图，其（113）衍射峰减少。CTV0.10P/C的Rietveld细化XRD图（b）和晶体结构示意图（C）。

图2.CTP/C的FE-SEM图像（a,b）、TEM图像（c）和HR-TEM图像；CTV0.10P/C的FE-SEM图像（e,f）、TEM图像（g）和HR-TEM图像。CTV0.10P/C的EDS映射图像（i）。

图3.（a）CTP/C和CTV0.10P/C的拉曼光谱、（b）TG曲线和（c）XPS全光谱；（d）V2p、（e）Ti2p和（f）O1s的核心能级XPS光谱。

图4.（a）CTV0.10P/C最初3个循环的CV曲线，以及（b）扫描速率为0.1mV/s时CTP/C、CTV0.05P/C、CTV0.10P/C和CTV0.15P/C的CV图。（c-d）CTP/C和CTV0.10P/C的GCD曲线。（e,f）CTP/C、CTV0.05P/C、CTV0.10P/C和CTV0.15P/C在20mA/g下循环50次期间的循环性能，以及在20mA/g-5A/g范围内的倍率性能。（g）CTV0.10P/C与其他文献的倍率性能比较。（h）CTP/C、CTV0.05P/C、CTV0.10P/C和CTV0.15P/C在1A/g时的循环性能。

图5.（a）CTV0.10P/C在不同扫描速率下的CV曲线。（b）峰值电流（ip）与扫描速率平方根（v1/2）之间的线性关系。（c）不同峰的log（ip）-log（v）线性关系。（d-e）CTV0.10P/C在不同扫描速率下的电容贡献以及在0.4mV/s下计算的赝电容。（f）掺杂不同V含量时CTP/C的EIS曲线。