題目：氮摻雜錫基納米纖維作為鋰離子電池負(fù)極具有超長循環(huán)壽命目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 第一章緒論1.1引言在科技飛速發(fā)展的今天，能源對于當(dāng)今社會的重要性不言而喻。當(dāng)前，使用最為廣泛的能源還是傳統(tǒng)的化石能源，如石油、天然氣、煤炭。但其對環(huán)境造成的污染不容忽視，同時(shí)其不可再生性使得開發(fā)并高效利用清潔可再生的新型能源成為了我們迫在眉睫的任務(wù)。風(fēng)能、核能、地?zé)崮?、氫能以及電能都是我們可以開發(fā)并利用的清潔能源，但目前的研究成果在實(shí)際應(yīng)用中還是有很多局限性，因此，對新能源的研究顯得尤為重要。在這樣的背景下，新能源中的二次電池如鋰離子電池和鈉離子電池的發(fā)展備受關(guān)注。本次研究的對象是新能源領(lǐng)域中的鋰離子電池，鋰離子電池雖然是一種傳統(tǒng)的二次電池，但經(jīng)過幾十年的發(fā)展，它由于能量消耗低、工作電壓高、低自放電、比容量和比能量高、對環(huán)境友好、循環(huán)性能好、使用壽命長等自身突出的許多優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、智能設(shè)備和儲能系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域[[]WenyuWang,ZeruDu,JunchaoQian,FengChen.Three-dimensionalporousSn/NCsphereswithoutstandingpropertiesforlithiumionbattery[J].MaterialsLetters,2020,259.]。而不斷增長的品質(zhì)需求也對鋰離子電池的容量、循環(huán)穩(wěn)定性以及使用壽命等各方面性能都有了更高的要求。但目前市面上的負(fù)極材料在比容量、循環(huán)穩(wěn)定性能等方面的表現(xiàn)在很大程度上限制了上述二次電池的發(fā)展。因此，尋找與研發(fā)具有高容量、高穩(wěn)定性和長循環(huán)使用壽命的負(fù)極材料是二次電池得以飛速發(fā)展的關(guān)鍵。當(dāng)前使用最為廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料是成本低廉、循環(huán)性能良好的石墨碳材料，但其能量密度低，且使用壽命不長，已難以滿足鋰離子電池的使用需求[[]Chun-jingLiu,HaoHuang,Guo-zhongCao,Fang-hongXue,RamonAlbertoParedesCamacho,Xing-longDong.EnhancedElectrochemicalStabilityofSn-CarbonNanotubeNanocapsulesasLithium-IonBatteryAnode[J].Pergamon,2014,144.]。本次研究的錫基材料是一種應(yīng)用前景良好的負(fù)極材料，被視為碳基材料最有前途的替代品之一[[[]WenyuWang,ZeruDu,JunchaoQian,FengChen.Three-dimensionalporousSn/NCsphereswithoutstandingpropertiesforlithiumionbattery[J].MaterialsLetters,2020,259.[]Chun-jingLiu,HaoHuang,Guo-zhongCao,Fang-hongXue,RamonAlbertoParedesCamacho,Xing-longDong.EnhancedElectrochemicalStabilityofSn-CarbonNanotubeNanocapsulesasLithium-IonBatteryAnode[J].Pergamon,2014,144.[]YoshioI,TadahikoK.Tin-basedamorphousoxide:ahigh-capacitylithium-ionstoragematerial[J].Science,1997,276:1395-1397.1.2鋰離子電池概述1.2.1鋰離子電池的發(fā)展背景二十世紀(jì)八十年代，鋰離子電池的研究正式開始。最先出現(xiàn)的是鋰電池，鋰離子電池便是由其發(fā)展產(chǎn)物。鋰電池最開始制造時(shí)，充放電過程中易生成不均勻的鋰枝晶導(dǎo)致電池短路，有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，安全性能不佳，且循環(huán)性能不好。1982年，M.B.Armand嘗試用嵌入鋰離子的石墨代替金屬鋰，制作出充電電池，很大程度上解決了鋰電池的安全隱患[[]戴若凌.金屬有機(jī)骨架衍生制備含錫復(fù)合材料及其儲鋰性能研究[D].上海大學(xué),2017.]。九十年代，日本索尼公司發(fā)明出負(fù)極為碳材料，正極為LiCoO2的新型鋰電池。這便是鋰離子電池，在這種電池中沒有鋰離子取代了金屬鋰，自此鋰離子電池實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。2019年，專注于鋰離子電池研發(fā)的約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，可見鋰離子電池的研發(fā)已取得一定成果，同時(shí)仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α]戴若凌.金屬有機(jī)骨架衍生制備含錫復(fù)合材料及其儲鋰性能研究[D].上海大學(xué),2017.自索尼公司將鋰離子電池商業(yè)化后，由于其具有的顯著優(yōu)勢，如低能耗、能量密度高、比容量高、低自放電、無記憶效應(yīng)、循環(huán)性能好、使用壽命長、對環(huán)境友好等，被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機(jī)、電動(dòng)汽車、無人機(jī)等各個(gè)方面。可以說，鋰離子電池如今已穿插在我們生活的許多角落，我們已離不開它。1.2.2鋰離子電池的工作原理負(fù)極材料、正極材料、電解液和隔膜是鋰離子電池的主要組成部分。負(fù)極材料有碳基材料、錫基材料、硅基材料、金屬氧化物等。正極材料通常為含鋰的化合物，如LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4等。下面將以負(fù)極材料為石墨、正極材料為LiCoO2為例來說明鋰離子電池的工作原理。給電池充電時(shí)，正極LiCoO2上的鋰離子脫嵌，經(jīng)過電解液和隔膜運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，由于負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，有許多微孔，鋰離子便插入進(jìn)碳層的微孔中，而電子則通過外電路從正極移動(dòng)到負(fù)極。放電時(shí)，鋰離子從碳層中脫插，經(jīng)過電解液穿過隔膜回到正極，而電子也從負(fù)極回到正極[[]易玲光.錫基復(fù)合負(fù)極材料的制備及儲鋰/鈉性能研究[D].湘潭大學(xué),2017.][]易玲光.錫基復(fù)合負(fù)極材料的制備及儲鋰/鈉性能研究[D].湘潭大學(xué),2017.正極反應(yīng)：(1-1)負(fù)極反應(yīng)：(1-2)總反應(yīng)：(1-3)1.3鋰離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展負(fù)極材料作為鋰離子電池的重要組成部分對電池的性能起著至關(guān)重要的作用。碳基材料、硅基材料、錫基材料以及金屬氧化物是當(dāng)前主要研究的鋰離子電池的負(fù)極材料。1.3.1碳基材料最先應(yīng)用同時(shí)也是研究的最多的鋰離子電池負(fù)極材料就是碳基材料。其特點(diǎn)是充放電過程中可逆性強(qiáng)、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本低廉。通常，我們將碳基材料分為石墨、軟碳和硬碳三大類。其中，石墨又包括人造石墨和天然石墨。由于具有層狀結(jié)構(gòu)，石墨很容易被鋰離子嵌入或脫嵌，從而形成鋰-石墨層間化合物。因此石墨的微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)晶程度對鋰離子電池的容量有很大影響，而部分無序排列結(jié)構(gòu)則會導(dǎo)致電池容量降低[[]P.RoyandS.K.Srivastava,Nanostructuredanodematerialsforlithiumionbatteries[J].J.Mater.Chem.A,2015,3,2454-2484.-[]K.Tatsumi,N.Iwashita,H.Sakaebe,H.Shioyama,S.Higuchi,A.MabuchiandH.Fujimoto,Theinfluenceofthegraphiticstructureontheelectrochemicalcharacteristicsfortheanodeofsecondarylithiumbatteries[J].J.Electrochem.Soc,1995,142,716-720.]。石墨的另一個(gè)缺點(diǎn)是與有機(jī)溶劑的相容性不好，易發(fā)生溶劑共插入現(xiàn)象導(dǎo)致嵌鋰容量降低。作為目前普遍使用的一種鋰離子電池負(fù)極材料，石墨的理論容量低，導(dǎo)致其已難以滿足鋰離子電池的發(fā)展需求。軟碳是一種無定形碳材料，且在2500℃以上高溫下能石墨化。其結(jié)構(gòu)有三種：石墨結(jié)構(gòu)、湍層無序結(jié)構(gòu)和無定形結(jié)構(gòu)。軟碳晶粒小、結(jié)晶度低、與電解液有著很好的相容性，但其缺點(diǎn)是輸出電壓較低，首次充放電的不可逆容量較高，一般不直接用作負(fù)極材料[[]莊大高.鋰離子電池正極材料LiFePO4的合成及電化學(xué)性能研究[D].浙江大學(xué),2006.]。硬碳[]P.RoyandS.K.Srivastava,Nanostructuredanodematerialsforlithiumionbatteries[J].J.Mater.Chem.A,2015,3,2454-2484.[]K.Tatsumi,N.Iwashita,H.Sakaebe,H.Shioyama,S.Higuchi,A.MabuchiandH.Fujimoto,Theinfluenceofthegraphiticstructureontheelectrochemicalcharacteristicsfortheanodeofsecondarylithiumbatteries[J].J.Electrochem.Soc,1995,142,716-720.[]莊大高.鋰離子電池正極材料LiFePO4的合成及電化學(xué)性能研究[D].浙江大學(xué),2006.[]張娟.溶劑熱法合成鋰電池負(fù)極材料納米SnS2及電化學(xué)性能[D].蘭州理工大學(xué),2016.目前碳基材料的研究熱點(diǎn)主要在于石墨烯材料和碳納米材料[[]李亞男.高比能SnS/C復(fù)合材料的制備及儲鋰性能研究[D].中國礦業(yè)大學(xué),2019.]。石墨烯由單層碳原子組成，是一種呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維碳納米材料。由于其特殊結(jié)構(gòu)，它有著超高的比表面積，超高的儲鋰能力以及超高的理論比容量。同時(shí)，石墨烯的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能也十分優(yōu)異。但石墨烯有著庫侖效率低、電壓滯后的缺點(diǎn)，因此其用作負(fù)極材料還有一定的困難。碳納米管是碳納米材料的一種，是由一層或多層石墨片狀結(jié)構(gòu)卷曲而成的一維量子材料。與石墨烯相似，它有著許多優(yōu)點(diǎn)：較高的強(qiáng)度和韌性、高導(dǎo)電性、高比表面積以及高儲鋰量。但由于其首次效率低、循環(huán)性能較差、電壓滯后等缺陷，碳納米管在負(fù)極材料中的運(yùn)用[]李亞男.高比能SnS/C復(fù)合材料的制備及儲鋰性能研究[D].中國礦業(yè)大學(xué),20硅基材料與其他金屬材料相似，硅的儲鋰機(jī)制是通過與鋰離子發(fā)生合金化和去合金化反應(yīng)進(jìn)行的。與其他鋰離子電池陽極材料相比，硅材料有著極高的理論比容量，此外，硅還具有儲量豐富、價(jià)格低廉、電解液反應(yīng)活性低、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用中，硅電極在充放電過程中往往易粉化從而剝落，使得電極部分失去電接觸，造成硅材料不佳的循環(huán)和倍率性能，同時(shí)固相電解質(zhì)SEI不斷形成，導(dǎo)致硅有著極高的體積膨脹率，限制了其應(yīng)用。因此，有效控制硅的體積膨脹問題是研究硅基材料的主要任務(wù)。目前，可采用以下三種方法在一定程度上克服該缺陷：將硅材料進(jìn)行納米化；將硅材料與不同材料（如碳材料）復(fù)合；硅基薄膜材料。1.3.3錫基材料當(dāng)被用作鋰離子電池陽極材料時(shí)，金屬錫可以與鋰離子發(fā)生合金化反應(yīng)，生成鋰錫合金化物，電化學(xué)反應(yīng)方程式如下：（1-4）當(dāng)Sn完全參與嵌鋰化反應(yīng)時(shí)，生成Li4.4Sn，最高理論容量可達(dá)到993mAhg-1，這個(gè)數(shù)值幾乎是碳基材料的三倍[[]雒琴,趙馨茹,劉桂霞,王進(jìn)賢,董相廷,于文生.鋰離子電池錫基負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J].化學(xué)通報(bào),2014,77(06):497-501.]。此外，錫基材料具有安全性高、價(jià)格低廉、質(zhì)量及體積比容量高、毒副作用低以及導(dǎo)電性高等優(yōu)點(diǎn)，因此被視為碳基負(fù)極材料最有前途的替代品之一。但單質(zhì)錫作為負(fù)極材料還有許多不可避免的缺陷，除了會出現(xiàn)首次不可逆容量損失和容量衰減快之外，最大的問題在于其極高的體積膨脹率，可達(dá)300%以上[[]BScrosati.Elctrochim.Acta,2000,45:2461-2466.]。因此，負(fù)極材料為錫單質(zhì)的鋰離子電池往往循環(huán)性能很差。為解決上述問題，通常我們可以采取兩種方法，其一是將錫制成納米級尺寸，其二是將錫與其他材料進(jìn)行復(fù)合[]雒琴,趙馨茹,劉桂霞,王進(jìn)賢,董相廷,于文生.鋰離子電池錫基負(fù)極材料的研究進(jìn)展[J].化學(xué)通報(bào),2014,77(06):497-501.[]BScrosati.Elctrochim.Acta,2000,45:2461-2466.[]洪洋.錫基復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D].山東大學(xué),2019.作為鋰離子電池負(fù)極材料，錫的氧化物SnO和SnO2同樣有著較高的理論比容量，且其制備過程更為簡單，形貌也更容易控制，因此也是一種很好的電極材料。SnO和SnO2的充放電過程的反應(yīng)機(jī)理比單質(zhì)錫要多一步，第一步氧化物與鋰離子發(fā)生置換反應(yīng)，生成單質(zhì)錫和Li2O，這一步是不可逆反應(yīng)，電化學(xué)方程式如下：（1-5）第二步與錫單質(zhì)的反應(yīng)一致（如式1-4），是可逆反應(yīng)[[]黃峰,周運(yùn)鴻,袁正勇,孫聚堂.鋰離子電池錫負(fù)極材料研究進(jìn)展[J].電池,2002(05):298-300.][]黃峰,周運(yùn)鴻,袁正勇,孫聚堂.鋰離子電池錫負(fù)極材料研究進(jìn)展[J].電池,2002(05):298-300.兩種氧化物的理論比容量都比錫單質(zhì)低，SnO為875mAhg-1，SnO2為783mAhg-1，這主要是O原子的存在導(dǎo)致的。然而，第一步反應(yīng)中生成的Li2O作為一種沒有反應(yīng)性能的惰性組分，它環(huán)繞在Sn的周圍使得Sn的體積膨脹得到改善，提高了鋰離子電池的循環(huán)性能。此外，有研究表明，當(dāng)氧化物的尺寸降低到納米級時(shí)，式1-5將變?yōu)榭赡娣磻?yīng)，納米氧化錫材料的理論比容量可高達(dá)1493mAhg-1[[]史驍.炭包覆錫基電極材料的制備及其儲鋰性能研究[D].北京化工大學(xué),2017.]。同時(shí)，將氧化物的尺寸降低到納米級可以有效地使體積效應(yīng)得以減少以及讓離子傳輸路徑得以縮短。錫的氧化物作為負(fù)極材料同樣有著一些需要改進(jìn)的不足，一方面，其首次放電生成的Sn和Li2O會產(chǎn)生很大的不可逆容量。另一方面，氧化物在充放電過程中會產(chǎn)生體積效應(yīng)。因此，納米級錫的氧化物以及復(fù)合氧化錫的制備是錫的氧化物作為電極[]史驍.炭包覆錫基電極材料的制備及其儲鋰性能研究[D].北京化工大學(xué),20金屬氧化物金屬氧化物（如NiO、TiO2、CoO、MnO2、Fe2O3等）與鋰離子發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)，得到氧化鋰和金屬單質(zhì)，即金屬氧化物的儲鋰機(jī)理為氧化還原機(jī)理。電化學(xué)反應(yīng)方程式如下：(1-6)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)的原因是正反應(yīng)生成的納米金屬單質(zhì)具有很高的活性，可以催化逆反應(yīng)的進(jìn)行[[]H.B.Wu,J.S.Chen,H.H.HngandX.W.Lou,Nanostructuredmetaloxide-basedmaterialsasadvancedanodesforlithium-ionbatteries[J].Nanoscale,2012,4,2526-2542.]。因此，在金屬氧化物負(fù)極材料中，金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)對電池的電化學(xué)性能影響很大。作為鋰離子電池負(fù)極材料[]H.B.Wu,J.S.Chen,H.H.HngandX.W.Lou,Nanostructuredmetaloxide-basedmaterialsasadvancedanodesforlithium-ionbatteries[J].Nanoscale,2012,4,2526-2542.1.4選題背景與意義當(dāng)前，石墨材料是市場上廣泛使用的鋰離子電池負(fù)極材料，但由于其不高的理論容量限制了鋰離子電池的各方面性能，使得鋰離子電池的應(yīng)用也受到了許多限制。因此，研發(fā)出一種優(yōu)異的負(fù)極材料來替代石墨顯得尤為重要。作為最有前景的鋰離子電池負(fù)極材料之一，錫基材料由于具有導(dǎo)電性高、安全性高、穩(wěn)定性好、成本低以及較大的理論比容量等優(yōu)點(diǎn)。但其在充放電過程中表現(xiàn)出的高體積膨脹率是錫基材料研究過程中最大的難題。為改善錫基材料的體積變化，在本次實(shí)驗(yàn)中采用靜電紡絲納米化以及摻雜雜原子兩種戰(zhàn)略，以提高錫基材料的循環(huán)穩(wěn)定性，從而做出具有優(yōu)異電化學(xué)性能的鋰離子電池。

第二章實(shí)驗(yàn)藥品及儀器2.1實(shí)驗(yàn)藥品本次實(shí)驗(yàn)所用主要藥品及其生產(chǎn)廠家如表2.1所示。表2.1主要實(shí)驗(yàn)藥品藥品名稱化學(xué)式規(guī)格生產(chǎn)廠家聚乙烯吡咯烷酮公司N,N-二甲基甲酰胺公司葉酸C19H19N7O6公司二水合氯化亞錫SnCl2·2H2O公司鋰電電解液1MLiPF6(1:1)電池級蘇州多多化學(xué)科技有限公司鎳網(wǎng)Ni電池級常德力元新材有限公司電池殼FeCR-2025深圳市威能電子有限公司2.2實(shí)驗(yàn)儀器本次實(shí)驗(yàn)所用主要儀器及其生產(chǎn)廠家如表2.2所示。表2.2主要實(shí)驗(yàn)儀器儀器名稱規(guī)格型號生產(chǎn)廠家分析天平公司磁力攪拌器上海司樂儀器有限公司真空干燥箱予華儀器有限責(zé)任公司馬弗爐KSL-1400X-A2合肥科晶材料技術(shù)有限公司程序控溫管式爐扣式電池封口機(jī)沖片機(jī)深圳永興業(yè)精密機(jī)械模手套箱米開羅那有限公司場發(fā)射掃描電子顯微鏡SIGMAHD-01-61德國公司X-射線衍射儀日本公司涂布器QTG天津市中亞材料試驗(yàn)機(jī)廠電化學(xué)工作站上海辰華儀器有限公司電池充放電測試儀深圳市新威爾電子有限公司

第三章電極材料的制備和性能測試3.1電極材料制備圖1.Sn/C-NNFs的合成示意圖.Sn/C-NNFs的合成示意圖如圖1所示。首先，將0.8g聚乙吡咯烷酮（PVP）、8mmol二水合氯化亞錫、0.5mmol葉酸溶解在10mlN,N-二甲基甲酰胺（DMF）中并在60℃下磁力攪拌10小時(shí)至形成均勻的黃褐色溶液。將前體溶液轉(zhuǎn)移到配有1.2mm內(nèi)徑平針的醫(yī)用注射器中，該注射器與單通道注射泵匹配，該單通道注射泵將溶液的流速控制為0.2mLh-1。在針和接地板之間施加16kV的電壓以啟動(dòng)靜電紡絲。使用鋁箔收集電紡納米纖維，該鋁箔距離平針的距離為15cm。從鋁箔撕下收集的前驅(qū)體納米纖維膜放置在馬弗爐中。在200℃下，預(yù)氧化2小時(shí)以穩(wěn)定纖維結(jié)構(gòu)，升溫速度設(shè)置為3℃min-1。將初步氧化后的纖維膜在氬氣氛圍中于650℃下碳化4小時(shí)，升溫速度設(shè)置為3℃min-1。靜待石英玻璃管自然冷卻至室溫，以獲得摻雜氮的Sn/C納米纖維膜（Sn/C-NNFs）。同樣，在不添加葉酸的情況下使用相同的方法制備出了Sn/CNFs。3.2材料物理表征本次采用X-射線衍射（XRD）以5°/min的掃描速度對Sn/C-N

NFs進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)表征，測試的2θ角范圍為5°-85°，所用儀器為日本公司的D/MAX-3C。并用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察纖維的形貌及顯微結(jié)構(gòu)，所用儀器為德國公司的SIGMAHD-01-61。3.3電極的制備及電化學(xué)性能測量Sn/C-NNFs和Sn/CNFs可以直接用作自立電極，而無需使用粘合劑，導(dǎo)電劑和金屬箔。將工作電極切成直徑為1cm的小圓盤。對電極/參比電極是使用金屬鋰（Li，Aladdin，中國）直徑為1.5厘米的鋰箔，玻璃纖維膜（WhatmanGF/D）充當(dāng)隔膜，電解質(zhì)使用1MLiPF6溶液（碳酸亞乙酯（EC）/碳酸二甲酯（DMC）的體積比為1：1）。電極在充滿氬氣的手套箱中組裝成CR2025硬幣型半電池。通過BT3008W電池測試系統(tǒng)（深圳Neware）在0.01-3.0V電壓范圍內(nèi)評估了循環(huán)性能和倍率性能。循環(huán)伏安法（CV）使用CHI604E電化學(xué)工作站（ChenHua，上海）進(jìn)行了測試（掃描速率為0.1mVs-1）。

第四章結(jié)果與討論4.1Sn/C-NNFs的物理表征4.1.1X-射線衍射（XRD）分析圖2.Sn/C-NNFs的XRD圖譜.圖2展示的是Sn/C-NNFs納米纖維的X射線衍射圖。在設(shè)定的2θ角區(qū)域內(nèi)，Sn/C-NNFs的所有峰均與標(biāo)準(zhǔn)Sn（JCPDS卡號04-0673）相匹配，可以將30.6°，32.0°，43.9°，44.9°和55.3°的主要衍射峰指定為（200），（101），（220），（211），和（301）晶面。沒有觀察到明顯的雜質(zhì)峰，表明在氬氣氛圍下煅燒的過程中生成了結(jié)晶度高的樣品。4.1.2掃描電鏡（SEM）分析圖3(a)前驅(qū)體纖維的場發(fā)射掃描電鏡圖；(b)Sn/C-NNFs-600℃的場發(fā)射掃描電鏡圖.通過掃描電子顯微鏡，我們能了解到材料的表面形貌，Sn/C-NNFs納米纖維材料的掃描電鏡圖示于圖3。其中，圖3(a)展現(xiàn)了前驅(qū)體納米纖維的微觀形貌。圖中展示的前驅(qū)體納米纖維直徑約為250nm，且分布勻稱。圖3(b)展現(xiàn)了在氬氣氛圍下600℃碳化后Sn/C-NNFs納米纖維的形貌狀態(tài)?？梢杂^察到，經(jīng)過煅燒的納米纖維仍然保持了完整的纖維形態(tài)，直徑縮小到160nm左右。這種縱橫交錯(cuò)的纖維網(wǎng)絡(luò)不僅為離子和電子傳輸提供了快速通道，而且還增強(qiáng)了電極的抗應(yīng)變能力。4.2Sn/C-NNFs的儲鋰性能4.2.1循環(huán)伏安分析圖4(a)Sn/C-NNFs的CV曲線；(b)Sn/CNFs的CV曲線.圖4(a)、(b)顯示了掃描速率為0.1mvs-1時(shí)，Sn/C-NNFs和Sn/CNFs兩個(gè)電極在0.01-3V電位下的前四個(gè)循環(huán)的循環(huán)伏安曲線。兩電極在第一次陰極掃描中，發(fā)現(xiàn)在0.81V附近具有獨(dú)特的還原峰，但在隨后的循環(huán)中消失。這通常被認(rèn)為是形成了SEI膜以及電解質(zhì)發(fā)生了分解。在0.18-0.25V的還原峰可歸因于Li和Sn合金化形成LixSn合金（Sn+xLi++xe-→LixSn）[[]QinJian,HeChunnian,ZhaoNaiqin,WangZhiyuan,ShiChunsheng,LiuEn-Zuo,LiJiajun.Graphenenetworksanchoredwithsn@grapheneaslithiumionbatteryanode[J].ACSnano,2014,8(2).]。在隨后的陽極掃描中，在0.48-0.72[]QinJian,HeChunnian,ZhaoNaiqin,WangZhiyuan,ShiChunsheng,LiuEn-Zuo,LiJiajun.Graphenenetworksanchoredwithsn@grapheneaslithiumionbatteryanode[J].ACSnano,2014,8(2).4.2.2循環(huán)性能分析圖5.Sn/C-NNFs電極和Sn/CNFs電極在5000mAg-1下的循環(huán)性能圖.可以看出，在圖5兩個(gè)電極的循環(huán)性能圖中，Sn/C-NNFs電極的首次放/充電比容量為562.5/433.3mAhg-1，其對應(yīng)的庫倫效率初始值為77.0%。經(jīng)過第二個(gè)循環(huán)后，庫倫效率急劇提高到95.9%。在經(jīng)歷1000個(gè)循環(huán)之后，Sn/C-NNFs電極容量高達(dá)429.1mAhg-1，而Sn/CNFs電極容量僅為234.6mAhg-1。SEI膜的形成