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吉大蔣青/楊春成Small：MOF衍生的Fe7S8納米粒子/N摻雜碳納米纖維作為鈉離子電池的超穩(wěn)定負(fù)極

鈉離子電池（SIBs）因其在大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用而引起廣泛關(guān)注。

吉林大學(xué)蔣青、楊春成等人通過(guò)靜電紡絲設(shè)計(jì)并合成了Fe₇S₈納米顆粒/N摻雜碳納米纖維 (Fe₇S₈/N-CNFs) 的混合物，以作為SIBs的負(fù)極。

這種獨(dú)特的混合物具有以下優(yōu)點(diǎn)：

i)金屬有機(jī)骨架(MOF)衍生的Fe₇S₈納米粒子（平均直徑為17 nm），可以促進(jìn)充電/放電過(guò)程中活性材料的利用并縮短N(yùn)a⁺擴(kuò)散距離；

ii)由一維高導(dǎo)電性碳納米纖維和3D高比表面積碳納米籠構(gòu)成的3D碳網(wǎng)絡(luò)，提高了電極的導(dǎo)電性，并為電解液擴(kuò)散提供了有效的途徑，同時(shí)為Na⁺存儲(chǔ)提供了眾多活性位點(diǎn)；

iii) 碳納米纖維的彈性結(jié)構(gòu)確保了Fe₇S₈納米粒子的均勻分散，以抑制它們的自團(tuán)聚和大體積膨脹。

圖1 Fe₇S₈/N-CNFs的制備示意圖

因此，作為SIBs的負(fù)極，F(xiàn)e₇S₈/N-CNFs在0.2 A g^-1下循環(huán)100次后表現(xiàn)出649.9 mAh g^-1的高可逆容量，在1 A g^-1下2000次循環(huán)中表現(xiàn)出具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，每圈衰減容量?jī)H為0.00302%。此外，F(xiàn)e₇S₈/N-CNFs復(fù)合物還具有通用性、簡(jiǎn)單性、易操作性、低成本和高產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)，顯示出巨大的實(shí)際應(yīng)用潛力。

圖2 電化學(xué)性能

MOF-Derived Fe7S8 Nanoparticles/N-Doped Carbon Nanofibers as an Ultra-Stable Anode for Sodium-Ion Batteries. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102349

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