杨春成教授/蒋青教授Small：MOF衍生的Fe7S8纳米颗粒/氮掺杂碳纳米纤维：一种超稳定的钠离子电池负极- 大数跨境

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杨春成教授/蒋青教授Small：MOF衍生的Fe7S8纳米颗粒/氮掺杂碳纳米纤维：一种超稳定的钠离子电池负极

科学材料站

2021-08-21

导读：该工作通过水热及静电纺丝法制备了Fe7S8纳米颗粒/氮掺杂碳纳米纤维复合材料（Fe7S8/N-CNFs）。

文章信息

MOF衍生的Fe7S8纳米颗粒/氮掺杂碳纳米纤维：一种超稳定的钠离子电池负极

第一作者：王宇

通讯作者：杨春成*，蒋青*

单位：吉林大学

研究背景

锂离子电池（LIBs）已经应用于我们日常生活中的多个领域。但是，锂资源储量较少，成本较高，限制了LIBs的大规模应用，尤其是在大规模储能系统中。作为LIBs的潜在替代者之一，钠离子电池（SIBs）由于丰富的钠资源以及与LIBs相似的反应机制而备受关注。

然而，Na+的半径和质量都比Li+大，影响了中间相的形成、相稳定性以及离子的传输特性，导致SIBs的循环稳定性较差。因此，许多研究专注于设计具有优良循环性能的SIBs负极材料。

目前，SIBs负极材料主要包括碳基材料、有机化合物、金属/合金、金属氧化物、硫化物和硒化物等。其中，基于转换反应机理的金属硫化物由于其高理论容量、低成本而备受关注。特别是Fe7S8，其理论容量高达663 mAh g-1。然而，在充放电过程中，Fe7S8缓慢的动力学和较大的体积变化导致其循环稳定性较差，需要进一步提高。

为此，本论文设计开发了一种独特的金属有机骨架（MOF）衍生的Fe7S8纳米颗粒/氮掺杂碳纳米纤维复合材料，并通过静电纺丝法实现了其可控制备。

文章简介

本文中，来自吉林大学的杨春成教授和蒋青教授在Small发表题为“MOF-Derived Fe7S8 Nanoparticles/N-Doped Carbon Nanofibers as an Ultra-Stable Anode for Sodium-Ion Batteries”的文章。

该工作通过水热及静电纺丝法制备了Fe7S8纳米颗粒/氮掺杂碳纳米纤维复合材料（Fe7S8/N-CNFs）。该复合材料作为SIBs的负极，在0.2 A g-1的电流密度下循环100圈后具有649.9 mAh g-1的高可逆容量；在1 A g-1电流密度下循环2000圈后仍然保持472.1 mAh g-1的容量，容量保留率为94%，每圈的容量衰减仅有 0.00302%，表现出卓越的循环稳定性。