Facile synthesis of free-standing nanorod structured [email protected] nanofiber film and its application in lithium-ion battery anode

Highlights•A [email protected] composite was prepared by electrospinning technique.•3D vertical ZnO nanorod promotes fast redox reaction kinetics.•Carbon fiber constructs a transportation and diffusion path for electron and Li+.•The [email protected] film exhibits good cycling and rate capability for the Li-ion batteries.AbstractHigh energy density and low-cost anode materials are essential for lithium-ion batteries (LIBs). Herein, we proposed a strategy that combined electrospinning technique with water bath method to prepare a free-standing nanorod structured [email protected] nanofiber ([email protected]) composite film directly used anode material of LIBs. The resulting [email protected] film offers a hierarchical nanorod arrays structure that can promote fast redox reaction kinetics and maintain the structural integrity of active material. Moreover, 3D conducting carbon fiber matrix enhances transportation and diffusion rate of electron and Li+. [email protected] composite delivers stable cycle stability with a high specific capacity of 535 mAh g−1 after 150 cycles. Even up to 1000 mA g−1, the [email protected] maintains a capacity of 425 mAh g−1. The good electrochemical performance of [email protected] electrode could be attributed to the synergistic effect of the unique nanorod arrays structures and conductive network.Graphical abstractSchematic illustration of the preparation process of [email protected]Download : Download high-res image (289KB)Download : Download full-size image

سنتز آسان فیلم نانوساختار ZnO @ c با ساختار نانومیله آزاد و کاربرد آن در آند باتری لیتیوم - یون

نکات برجسته * یک کامپوزیت [ ایمیل محافظت‌شده ] با استفاده از تکنیک الکتروریسی آماده شد. نانومیله عمودی ۳ بعدی ZnO سینتیک واکنش اکسایش - کاهش سریع را افزایش می‌دهد. * فیبر کربن یک مسیر انتقال و انتشار برای الکترون و Li + می‌سازد. * فیلم [ محافظت‌شده توسط ایمیل ] چرخه خوبی را نشان می‌دهد و قابلیت سرعت برای باتری‌های لیتیوم - یونی را دارد. * چگالی انرژی بالا و مواد آند کم‌هزینه برای باتری‌های لیتیوم - یونی ضروری هستند. در اینجا، ما یک استراتژی را پیشنهاد کردیم که تکنیک الکتروریسی را با روش حمام آب ترکیب کرد تا فیلم کامپوزیتی با ساختار نانو فیبر (ایمیل محافظت‌شده)(ایمیل محافظت‌شده)را که به طور مستقیم از مواد آند لیبی استفاده می‌کند، تهیه کند. فیلم [ حفاظت شده‌ایمیل ] حاصل ساختاری از آرایه‌های نانومیله سلسله مراتبی را ارائه می‌دهد که می‌تواند سینتیک واکنش اکسایش - کاهش سریع را ارتقا دهد و یکپارچگی ساختاری مواد فعال را حفظ کند. علاوه بر این، ماتریس فیبر کربن رسانا سه‌بعدی، سرعت انتقال و انتشار الکترون و Li + را افزایش می‌دهد. کامپوزیت [ تحت حفاظت ایمیل ] پایداری چرخه پایدار را با ظرفیت ویژه بالا ۵۳۵ mآه g - ۱ پس از ۱۵۰ چرخه تحویل می‌دهد. حتی تا ۱۰۰۰ mA g - ۱، [ ایمیل محافظت‌شده ] ظرفیت ۴۲۵ mآه g - ۱ را حفظ می‌کند. عملکرد الکتروشیمیایی خوب الکترود [ ایمیل محافظت‌شده ] را می توان به اثر هم افزایی ساختارهای آرایه نانو میله منحصر به فرد و شبکه رسانا نسبت داد. نمایش شماتیک جالب فرآیند آماده‌سازی [ ایمیل محافظت‌شده ]. دانلود: تصویر با فرکانس بالا (۲۸۹ KB)دانلود: تصویر با اندازه کامل دانلود

ترجمه شده با