Mechanically flexible V3S4@carbon composite fiber as a high-capacity and fast-charging anode for sodium-ion capacitors
- Resource Type
- Original Paper
- Authors
- Mao, Zhi-Fei; Shi, Xiao-Jun; Zhang, Tao-Qiu; Liang, Peng-Ju; Wang, Rui; Jin, Jun; He, Bei-Bei; Gong, Yan-Sheng; Wang, Qiang; Tong, Xi-Li; Wang, Huan-Wen
- Source
- Rare Metals. 42(8):2633-2642
- Subject
- Electrospinning
Na-ion capacitor (NIC)
Nanofibers
Vanadium sulfide
Fast-charging
- Language
- English
- ISSN
- 1001-0521
1867-7185
摘要: 混合钠离子电容器因其具有成本低、高安全性和快速充放电等特点而, 备受研究者关注。混合钠离子电容器一般由电容型正极和电池型负极组成,其发展最大的难点在于要克服负极侧缓慢的钠离子扩散动力学。在此,我们通过静电纺丝以及后续的碳化、原位硫化,将超细硫化钒颗粒封装在碳纤维的碳基质中,形成一种柔性自支撑电极材料V3S4@CNF。这种独特的碳纤维包覆作用能够很好的缓解电极循环中V3S4的体积膨胀,使得V3S4@CNF电极具有提升的电化学性能。在钠离子半电池的测试中,V3S4@CNF负极展示出高的储Na+容量(在0.1 A·g−1电流密度下容量476 mAh·g−1)、高的倍率性能(在20 A·g−1电流密度下容量为290 mAh·g−1)和长的循环稳定性(在2 A·g−1电流密度下稳定循环1500圈)。最后,用V3S4@CNF负极和活性炭正极组装的混合钠离子电容器,在200 W·kg−1的功率密度下输出了110 Wh·kg−1的高能量密度,即使功率增加到10000 W·kg−1,也能提供42 Wh·kg−1的能量密度。