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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定負極

鈉離子電池（SIBs）因其在大規模儲能系統中的潛在應用而引起廣泛關注。

吉林大學蔣青、楊春成等人通過靜電紡絲設計并合成了Fe₇S₈納米顆粒/N摻雜碳納米纖維 (Fe₇S₈/N-CNFs) 的混合物，以作為SIBs的負極。

這種獨特的混合物具有以下優點：

i)金屬有機骨架(MOF)衍生的Fe₇S₈納米粒子（平均直徑為17 nm），可以促進充電/放電過程中活性材料的利用并縮短Na⁺擴散距離；

ii)由一維高導電性碳納米纖維和3D高比表面積碳納米籠構成的3D碳網絡，提高了電極的導電性，并為電解液擴散提供了有效的途徑，同時為Na⁺存儲提供了眾多活性位點；

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

圖1 Fe₇S₈/N-CNFs的制備示意圖

因此，作為SIBs的負極，Fe₇S₈/N-CNFs在0.2 A g^-1下循環100次后表現出649.9 mAh g^-1的高可逆容量，在1 A g^-1下2000次循環中表現出具有優異的循環穩定性，每圈衰減容量僅為0.00302%。此外，Fe₇S₈/N-CNFs復合物還具有通用性、簡單性、易操作性、低成本和高產率等優點，顯示出巨大的實際應用潛力。

圖2 電化學性能

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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