AEM：原位生长的嵌入氮化钒纳米颗粒的分级电纺纳米纤维骨架用于超快和超长循环寿命的含水锌离子电池

湘湘

2022-12-20

含水锌离子电池(ZIB)的循环稳定性和能量密度不足的问题可以通过控制阴极溶解和结构退化以及改善电子导电性和反应动力学来部分解决。

新加坡科技设计大学Hui Ying Yang和深圳大学Lingna Sun等通过静电纺丝技术和热处理，制备了具有三维自支撑骨架和分级结构的氮化钒嵌入氮掺杂碳纳米纤维(VN/N-CNFs)复合材料。

本文要点：

（1）

钒基金属有机框架(V-MOFs)的引入有助于晶须状二级结构的原位分级生长和0D活性VN纳米颗粒在主干纳米纤维和分枝纳米晶须中的均匀分布。由功能性V-MOFs和电纺纳米纤维衍生的保护性和导电性碳基体不仅防止了高活性0D纳米颗粒的自聚集，而且通过控制与水性电解质的直接接触提供了封装壳以抑制钒的溶解。

（2）

此外，柔性和自支撑的3D电纺VN/N-CNFs骨架有助于水性ZIBs的高结构完整性，表现出超长的循环寿命，在50 A g^-1下循环30，000次后可逆容量为482 mAh g^-1，在100 A g^-1的高倍率下放电容量为297 mAh g^-1的超高倍率容量。这项研究揭示了设计优良ZIBs的途径。

参考文献:

Zhang, Y., Jiang, S., Li, Y., Ren, X., Zhang, P., Sun, L., Yang, H. Y., In Situ Grown Hierarchical Electrospun Nanofiber Skeletons with Embedded Vanadium Nitride Nanograins for Ultra-Fast and Super-Long Cycle Life Aqueous Zn-Ion Batteries. Adv. Energy Mater. 2022, 2202826.

DOI: 10.1002/aenm.202202826

https://doi.org/10.1002/aenm.202202826