DOI: 10.1016/j.cej.2023.142934

低能量密度仍然是限制柔性钠离子电池（SIB）开发和应用的主要障碍。因此，本研究旨在消除电极中的非活性材料，这可能是提高SIB能量密度的可行方法。本研究通过静电纺丝成功合成了一种由柔性、自支撑SnS₂/Sb₂S₃/Ti₃C₂T_x复合碳纳米纤维构成的负极（SnSbS/T-M@CNF）、一种Na₃V₂（PO₄）₃复合碳纳米纤维正极（NVP@CNF）以及复合凝胶聚合物纤维电解质（CGPFE）。MXene纳米片提高了SnSbS/T-M@CNF电极的导电性并吸收硫化钠，抑制反应过程中S的损失。因此，SnSbS/T-M@CNF自支撑电极可以在1A/g的电流密度下稳定循环1000次，并保持397.6mAh/g的可逆容量。此外，NVP@CNF正极和CGPFE准固态电解质半电池具有优异的循环稳定性和倍率性能。将柔性、自支撑SnSbS/T-M@CNF负极和NVP@CNF正极组装成准固态全电池，以测试其应用价值。SnSbS/T-M@CNF||CGPFE||NVP@CNF全电池具有非常低的电阻，可以轻松点亮一个3V的LED胸灯。经500次循环后，该电极在0.5A/g的电流密度下保持153mAh/g的放电容量。

图1.SnSbS/T-M@CNF负极的制备与表征。（a）独立式SnSbS/T-M@CNF负极、NVP@CNF正极和CGPFE电解质的制备示意图。（b）SnSbS/T-M@CNF和对照样本的XRD图谱和（c）拉曼光谱。（d）SnSbS/T-M@CNF的SEM、（e）STEM和（f-g）HRTEM图像。（h）SnSbS/T-M@CNFs的EDS图谱。

图2.SnSbS/T-M@CNF、SnS₂@CNF、Sb₂S₃@CNF和T-M@CNF的电化学性能。（a）SnSbS/T-M@CNF最初三个循环的CV曲线。（b）SnSbS/T-M@CNF在0.1A/g下的恒电流充放电曲线。（c）SnSbS/T-M@CNF、SnSbS@CNF、SnS2@CNFs、Sb₂S₃@CNF和T-M@CNF在0.1A/g下的循环性能。（d）电流密度为0.1-25A/g时的倍率性能。（e）在1.0A/g的高电流密度下的长期循环稳定性。

图3.SnSbS/T-M@CNF用于储存Na+的电化学动力学分析。（a）SnSbS/T-M@CNF在0.2至2.0mV/s扫描速率下的CV曲线。（b）不同峰值的logi与logv图和拟合线。（c）不同扫描速率下的容量贡献率。（d）原始和循环后SnSbS/T-M@CNF和SnSbS@CNF的EIS曲线。（e）GITT曲线和计算的扩散系数DNa+，e）中的插图为SnSbS@CNF的对比DNa+。

图4.独立式准固态钠全电池的电化学性能。（a）SnSbS/T-M@CNF||CGPFE||NVP@CNF全电池的示意图。（b）CV曲线，（c）0.1A/g下的恒电流充放电曲线，（d）0.1至2A/g范围内的倍率性能，（e）0.5A/g的高电流密度下的循环稳定性。（f）全电池的EIS曲线，f）中的插图显示由全电池点亮LED胸灯。