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【24h】

Fe3O4/carbon composites obtained by electrospinning as an anode material with high rate capability for lithium ion batteries

机译：通过静电纺丝获得的Fe3O4 /碳复合材料作为锂离子电池高倍率性能的负极材料

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Fe3O4 is a promising high-capacity (with a theoretical capacity of 922 mA h g(-1)) anode material for lithium ion batteries (LIBs). But it usually exhibits poor cycling stability because of its large volume change during the Li+ insertion/extraction process. In this paper, a facile strategy through the use of Fe3O4/carbon composites (Fe3O4/C composites) fabricated by simple electrospinning method was proposed to improve electrode performance. The Fe3O4/C electrode exhibits a high reversible capacity of 508.2 mA h g(-1) at a current density of 100 mA g(-1) after 100 cycles, about 89.6% of the capacity is maintained. Moreover, it shows good rate capability and delivers a reversible capacity of 520.0, 448.8, 250.0, 268.8, 160 mA h g(-1) at the current densities of 200, 500, 1000, 2000, 5000 mA g(-1), respectively. Additionally, it displays a good capacity recovery property, which can be attributed to the designed fiber architecture with active material implantation as well as the protection of the carbon skeleton. The interconnected particles of Fe3O4 in the carbon nanofibers (CNFs) ensure a good contact in the composites. Moreover, the one-dimensional CNFs act not only as a support with good stability, but also provide a shortened transport pathway for Li ions.
机译：Fe3O4是一种有前途的高容量锂离子电池（LIBs）阳极材料（理论容量为922 mA h g（-1））。但由于其在Li +插入/提取过程中的体积变化较大，因此通常显示出较差的循环稳定性。本文提出了一种通过简单的电纺丝方法制备的Fe3O4 /碳复合材料（Fe3O4 / C复合材料）的简便策略，以提高电极性能。 Fe3O4 / C电极经过100个循环后在100 mA g（-1）的电流密度下显示出508.2 mA h g（-1）的高可逆容量，保持了约89.6％的容量。此外，它显示出良好的速率能力，并在200、500、1000、2000、5000 mA g（-1）的电流密度下分别提供520.0、448.8、250.0、268.8、160 mA hg（-1）的可逆容量。 。此外，它显示出良好的容量恢复性能，这可以归因于设计的具有活性材料注入的纤维结构以及对碳骨架的保护。碳纳米纤维（CNF）中的互连的Fe3O4颗粒可确保复合材料之间的良好接触。此外，一维CNFs不仅具有良好的稳定性，而且还为锂离子提供了缩短的传输路径。

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