DOI: 10.1039/D0NJ02968H
为了适应未来柔性电子技术发展的需要,锂离子电池(LIBs)的独立式柔性电极受到了广泛的关注。本文通过静电纺丝和硫化工艺合成了具有纳米缓冲空间的Fe7S8/C柔性纳米纤维。Fe7S8/C柔性纳米纤维膜具有足够的柔性和较高的导电性,不需要集电器、粘合剂和导电添加剂,就可以直接冲压成柔性电极片。实验结果表明,Fe7S8/CNF2-700柔性纳米纤维经过400次循环后,在1 A g-1的电流密度下可提供675 mA h g-1的高可逆比容量。其优异的电化学性能主要归因于以下事实:碳纳米纤维提供了导电通路,而Fe7S8纳米粒子与碳基质之间的纳米空隙为充放电期间Fe7S8的体积膨胀提供了足够的缓冲空间。因此,复合纳米纤维有望成为下一代柔性LIBs负极材料的候选材料。
图1.(a,b)Fe7S8/CNF2-500,(c,d)Fe7S8/CNF2-600和(e,f)Fe7S8/CNF2-700的SEM和TEM图像。
图2.(a-b)Fe7S8/CNF2-700的HRTEM图像,(c)SAED图谱,(d)HAADF-STEM,元素映射图像(e)Fe,(f)S,(g)C,(h)N,(i)O和EDS能谱线扫描光谱。
图3.(a)Fe7S8/CNF2-500,Fe7S8/CNF2-600和Fe7S8/CNF2-700的X射线衍射图,(b)拉曼光谱和(c)TG曲线。Fe7S8/CNF2-700的XPS光谱:(d)全扫描,(e)Fe 2p,(f)S 2p的高分辨率XPS光谱。
图4.(a)Fe7S8/CNF2-700膜切片前后的N2吸附-解吸等温线,(b)孔径分布和(c)数码照片。
图5.(a)Fe7S8/CNF2-500,(b)Fe7S8/CNF2-600和(c)Fe7S8/CNF2-700的循环伏安图。(a)在1 A g-1下的循环性能,(b)在各种电流密度下的循环性能,以及(c)Fe7S8/CNF2-500,Fe7S8/CNF2-600和Fe7S8/CNF2-700的奈奎斯特图。
图6.(a,b)第150和(c,d)400循环后的Fe7S8/CNF2-700的TEM图像。