过渡金属硫化物作为钾离子电池的高理论容量阳极，由于其电导率低、循环过程体积膨胀大，导致其倍率性能和循环稳定性较差。
近日，湖南大学张明教授和国家电网陈宝辉博士等人在Science China Materials发表研究论文，采用氧化石墨烯（GO）来控制纳米颗粒在纤维中的粒径和分布，以提高复合纤维的导电性和拉伸变形，实现了优异的钾离子存储能力。
本文要点
1) 由异质结构和氧化石墨烯组成的三维导电碳网络（ZnS-CoS@GO@CNFs）可以加速钾离子储存的动力学并稳定钾离子储存。
2) 作为钾离子电池的阳极材料，所制备的复合材料在3 A g-1下具有210 mA h g-1的优异倍率性能。在2 A g-1的大电流下经历2800次循环后仍表现出171 mA h g-1的容量，容量保持率为97.7%。
3) 当纳米纤维膜用作自支撑阳极时，仍然可以保持稳定的容量输出（在0.1 A g-1下100次循环后容量为302 mA h g-1）。
4) 由钾离子混合电容器组装的可折叠袋状电池在多角度重复弯曲和最终恢复的情况下仍然可以安全地工作，并且可以提供大的能量密度（134 W h kg-1）和功率密度（5815 W kg-1）。
优异的电化学性能揭示了多功能氧化石墨烯复合纤维膜的应用前景。
文章信息
Lou Y., Li P., He H., et al. Design of multifunctional graphene oxide-modified nanofiber film with heterostructure (ZnS-CoS@GO@CNFs) for long-term stable potassium ion storage. Sci. China Mater. (2023).
https://doi.org/10.1007/s40843-023-2460-6
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