DOI: 10.1016/j.jelechem.2022.117095

硫化铁自然资源丰富，且具有较高的理论比容量，是一种潜在的钠离子电池负极材料。然而，硫化铁材料在充放电过程中体积变化严重，导致其循环性能较差。在这项工作中，研究者通过静电纺丝/高温硫化工艺将Fe1-xS颗粒封装在氮掺杂1D碳纤维材料中。碳纤维骨架有效地稳定了材料的结构，异质元素掺杂碳改善了导电性能和电容储钠性能。由于氮掺杂1D碳纤维的独特结构，该材料获得了良好的循环稳定性和倍率性能。将优化的Fe1-xS@氮掺杂碳纤维（Fe1-xS@NCFs）材料用作钠离子电池负极时，在0.1A/g下循环100次后的放电容量为382mAh/g，在1A/g下循环150次后的对应值为330mAh/g。

图1.（a）Fe1-xS@NCFs的合成过程；（b）Fe1-xS@NCFs-0的XRD图谱；（c）Fe1-xS@NCFs-Y（Y=0.375，0.5，0.625，0.75）和Fe1-xS的XRD图谱

图2.（a）Fe1-xS@NCFs-0.625的XPS全扫描光谱；（b）C1s；（c）N1s；（d）Fe2p；（e）S2p；（f）拉曼光谱

图3.（a）Fe1-xS@NCFs-0.625的物理图像；（b-f）Fe1-xS@NCFs-Y样品的SEM图像

图4.（a）Fe1-xS@NCFs-0.625样品的TEM图像；（b）HRTEM图像；（c,d）元素映射图像

图5.（a）当扫描速率为0.1mV/s时Fe1-xS@NCFs-0.625初始三个连续循环的CV曲线；（b）Fe1-xS@NCFs-Y的倍率性能；（c）不同电流密度下的对应电压分布；（d）Fe1-xS@NCFs-Y在0.1A/g下的循环性能；（e）Fe1-xS@NCFs-0.625在1A/g下的长期循环性能

图6.（a,b）放电前后Fe1-xS的SEM；（c,d）放电前后Fe1-xS@NCFs-0.625的SEM

图7.（a）在0.3至1.5mV/s的不同扫描速率下的CV曲线；（b）峰值电流和扫描速率之间的关系；（c）在0.5mV/s的扫描速率下的伪电容贡献；（d）不同扫描速率下伪电容和扩散控制电容的贡献率

图8.所有样品的电化学阻抗谱（EIS）