静电纺丝制备聚丙烯腈基纳米碳纤维及其储钠性能研究

摘要

在各类有机聚合物热解碳中,聚丙烯腈(PAN)因具有碳残留率高、热稳定性好、成本低、热解速率快等优点,可作为碳材料的重要前驱体。钠离子电池负极材料应尽量满足储钠效率高、价格低、性能稳定的要求,通过对电池负极材料结构设计与优化可提升其储钠容量和倍率性能。静电纺丝法因具有制备纳米纤维效率高、热稳定性好、成本低等特点而备受关注。因此,本研究利用静电纺丝技术,经280℃的预氧化处理和1000℃碳化处理工艺,制备PAN基纳米碳纤维钠离子电池材料,并研究其储钠性能。结果表明,在电流密度为68 mA/g的条件下,循环100次后充电比容量为186.6 mA·h/g,容量保持率为83.6%;倍率测试结果表明,通过静电纺丝制备的PAN基纳米碳纤维材料可逆容量高、倍率性能优异。本研究为制备钠离子电池提供了参考。