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濟南大學原長洲課題組等--Fe1-xS@多孔碳納米線還原氧化石墨烯雜化薄膜電極用于柔性鈉離子電池具有優異的體積和重量容量
        具有出色的重量和體積容量的超柔性電極的智能構造對于具有可穿戴電子設備的鈉離子電池(SIBs)仍然具有挑戰性,但意義重大。在此,通過簡便的組裝和硫化策略合成了由Fe1-xS填充的多孔碳納米線/還原氧化石墨烯(Fe1-xS@PCNWs/rGO)構成的雜化膜。所得混合紙表現出高柔韌性和結構穩定性。多維紙結構具有多個優點,包括提供有效的電子/離子傳輸網絡、緩沖Fe1-xS納米顆粒的體積膨脹、減輕多硫化物的溶解以及實現高效鈉存儲的優異動力學。當被評估為SIBs的自支撐正極時,Fe1-xS@PCNWs/rGO紙電極在0.1 A/g的連續100次循環中表現出顯著的可逆容量573-89 mAh/g(面質量負載為0.9-11.2 mg cm-2),以及在電流密度為0.2-5 A/g的情況下,具有的高體積容量424-180 mAh cm-3。更具競爭力的是,基于這種柔性Fe1-xS@PCNWs/rGO正極的SIBs具有出色的電化學性能,從而突出了其在多種柔性和可穿戴應用中的巨大潛力。 

Figure 1. a)Fe1-xS@PCNWs/rGO混合紙的構造示意圖;b)獲得的Fe1-xS@PCNWs/rGO紙的外觀和柔韌性(彎曲、卷起、扭曲和折疊)的數字圖像 。
 

Figure 2. Fe1-xS@PCNWs/rGO紙的a)橫截面和b,c)俯視FESEM圖像;d,e)TEM;f)HRTEM;g)STEM;以及h–j)元素C/S/Fe映射圖像。
 

Figure 3. 純Fe1-xS、Fe1-xS@C和Fe1-xS@PCNWs/rGO的a)XRD模式和b)拉曼光譜;c)Fe1-xS@PCNWs/rGO紙的典型XPS光譜和相應的d)C 1s、e)S 2p和f)Fe 2p區域的XPS光譜。
 

Figure 4. Fe1-xS@PCNWs/rGO紙對SIBs的電化學性能:a)CV曲線;b)恒電流充電和放電電壓曲線;c)不同面質量負載下,Fe1-xS@PCNWs/rGO紙的循環性能;d)倍率性能;e)文獻中Fe1-xS@PCNWs/rGO紙與其他一些SIBs正極的容量比較;f)長期循環性能。
 

Figure 5. a)Fe1-xS@PCNWs/rGO紙電極在各種掃描速率下的CV曲線;b)峰1和2處對應的logi vs logv圖;c)CV曲線具有贗電容貢獻(藍色區域);循環紙電極在0.1 A/g下進行100個深循環后的d)TEM、e)HRTEM、f)STEM和g–i)元素C/S/Fe映射圖像。
 
      相關研究成果于2019年由濟南大學Changzhou Yuan課題組和南洋理工大學Xiong Wen Lou課題組,發表在Adv. Energy Mater.(DOI: 10.1002/aenm.201803052)上。原文:A Ternary Fe1−xS@Porous Carbon Nanowires/Reduced Graphene Oxide Hybrid Film Electrode with Superior Volumetric and Gravimetric Capacities for Flexible Sodium Ion Batteries。
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