丰富氧缺陷MnO_(x)掺杂的碳纳米纤维基锌离子电池阴极材料的制备及性能EI北大核心CSCD

可充电水系锌离子电池(ZIBs)由于性能优良、价格低廉、环境友好等优点而被广泛研究,而针对高容量、长循环寿命的ZIBs阴极结构设计成为该领域研究的热点。采用同轴静电纺丝法,以PAN溶液为皮层,含有Mn(NO_(3))_(2)·xH_(2)O的PAN溶液为芯层制备纳米纤维膜,并对其炭化后得到了一种表面具有类皮脂腺凸起结构的碳纳米纤维(MCNFs),在其表面电化学沉积MnO_(2),制得了与电解液具有优良亲和性的MnO_(2)@MCNFs阴极材料。研究表明:设计得到的类皮脂腺结构不仅增大了阴极比表面积,而且在MCNFs基底与电化学沉积的α-MnO_(2)活性物质之间形成铆接效应,加固了界面结合,减少活性物质脱落,降低界面电阻,缩短了电子传导和离子扩散路径。对其电化学性能进行测试,芯层Mn(NO_(3))_(2)·xH_(2)O含量为3%的阴极在100 mA/g的电流密度下,首周次比容量达581.16 mAh/g;在1 A/g电流密度下循环1000周次后比容量仍大于120 mAh/g,库仑效率保持在99%左右。