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随着柔性可弯曲的便携式电子设备的发展,人们对高能量密度、长循环寿命和环境友好型的柔性储能器件的需求日益增长。理想的柔性电极应同时具备许多关键特性,包括高导电性、结构稳定性和快速的离子传输能力等。然而传统电极在使用时需要与导电剂和粘结剂混合,这在一定程度上降低了电极材料的利用率。近年来静电纺丝技术已被证明是制备具有独特三维网络结构和良好机械强度纤维膜的有效途径,本文采用静电纺丝技术成功合成了高比表面积、高电导率和良好柔韧性的碳纤维复合电极材料,并对其储锂特性进行了研究,具体如下:利用二维氮化硼纳米片优良的化学稳定性、高导热性和出色的机械性能与一维碳纤维材料高电导率之间的协同作用,本文采用聚酰亚胺(PI)为前驱体,通过静电纺丝及热处理获得氮化硼/碳纤维柔性电极材料(BN/CFs)。纤维的直径在100?450 nm的范围内,BN纳米片均匀分散在碳纤维中。制成的复合材料用作锂离子电池无粘结剂负极,在100 m A·g-1的电流密度下经过500圈循环后,其可逆容量为240 m Ah·g-1;当电流密度增大到1000 m A·g-1,电池的比容量仍可达到140 m Ah·g-1。BN/CFs柔性电极材料的优异电化学性能可归因于碳纤维的独特结构和优异的导电性。硅具有最高的理论比容量(4200 m Ah g-1,是目前商业石墨负极的10倍),通过同轴电纺丝法制备了硅/碳纤维(Si@CFs)分层核壳电极。研究了复合材料中Si纳米颗粒掺杂浓度对电池性能的影响。结果证明由PI衍生的CFs具有良好的结构稳定性,可以直接作为锂离子电池的柔性负极材料,其中,Si@CFs-15 wt%复合电极表现出优越的性能,在100 m A·g-1的电流密度下具有621 m A·g-1的初始可逆容量,经过200圈循环后容量保持率为77.8%。其出色的循环稳定性主要归因于这种分层的核-壳结构,它不仅可以弥补Si导电性差的缺点,还能够有效缓冲电极在反复充放电过程中的体积膨胀。