纺织学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 1-0.

• 纤维材料 •    下一篇

皮芯结构Sn∕C包覆碳杂化纳米纤维的制备及其在锂离子负极材料中的应用

夏鑫1,2,3 李群华1 周惠敏1 魏取福2 张向武3   

    1. 新疆大学纺织与服装学院
    2. 生态纺织教育部重点实验室(江南大学)
    3. 北卡罗来纳州立大学纺织工学学院化学和科学系
  • 收稿日期:2013-07-08 修回日期:2014-02-27 出版日期:2014-08-15 发布日期:2014-08-15
  • 通讯作者: 夏鑫 E-mail:xjxiaxin@163.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目

Preparation of core-shell Sn/C encapsulated carbon nanofibers and Its application as anode materials for lithium-ion battery

  • Received:2013-07-08 Revised:2014-02-27 Online:2014-08-15 Published:2014-08-15

摘要: 使用同轴静电纺丝技术成功制备了以碳作为纤维骨架,锡在碳中随机分布并包覆在碳外层的皮芯结构纳米纤维。利用经典静电纺丝纤维直径预测理论,通过调整皮芯层纺丝速度比制备了不同比例皮芯纤维直径的纳米纤维,并将其应用于锂离子负极材料中。采用投射电子显微镜观察了皮芯结构的纤维形貌;利用X射线衍射仪说明了纤维的晶型结构,特别分析了该材料的电化学性能。实验结果表明:通过纺丝速度比的调节成功获得了不同直径比的皮芯结构纤维;当碳化温度达到800°C时,形成了锡、无定形碳共存的晶型结构;特别是使用纺丝速度比为1:1时,锂离子电池的循环稳定性最好,循环50圈后,容量保持率达到69%。

关键词: 锡/碳包覆碳纳米纤维, 同轴静电纺丝, 形貌, 电化学性能

Abstract: Core/shell nanofibers were successfully prepared by co-axial electrospinning, including carbon as a core and tin @ carbon as a shell. According to the classical electrospinning theory to calculate the diameter of nanofibers, the different diameter ratios of core/shell namofibers were obtained using different core/shell electrosppinning speed ratios, and then applied them in lithium-ion battery tests as anode materials. The morphology of core/shell nanofibers was characterized by transmission electron microscopy. X-ray diffractometer were measured to assess the structure of nanofibers. Especially, the electrochemical properties were detected. The study revealed that the different diameters of core/shell nanofibers were got by adjusting core/shell electrospping speed ratio; the crystal structures, tin and carbon were contained after carbonized at 800°C; when the core/shell electrospinning speed ratio at 1:1, carbon/tin@carbon nanofiers owned the best cycle stability, the capacity retention is 69% after 50 cycles.

Key words: tin/carbon encapsulated carbon nanofiber, co-axial electrospinning, morphology, electrochemical property

中图分类号: 

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