フレキシブルな自己支持型MOFベースの豆莢キューブ中空ナノファイバーによる超長サイクルおよび高速度Na貯蔵

ナトリウムイオンバッテリー（SIB）は、新たなエネルギー貯蔵ソリューションとしての可能性から大きな注目を集めています。スズ硫化物（SnS）は、その優れた理論的比容量1022 mA h g–1および優れた電気伝導性により、SIBにおける有望な陽極材料として浮上しています。しかし、その実用化は、大きな体積膨張といった問題に妨げられ、充放電プロセスにおけるサイクル安定性やレート性能に悪影響を及ぼしています。本研究では、エレクトロスピニング、PDAコーティングおよび焼成を含むプロセスを通じて、豆莢キューブ中空金属有機フレームワーク（MOF）-SnSx/NC@Nドープ炭素ナノファイバーを合成する新しいアプローチを提案します。Sn-MOFは自己犠牲型テンプレートとして機能し、MOFの同時解離とドーパミンの重合を促進し、スズ成分を保持する中空中間体の生成につながります。その後の硫化により、3D窒素ドープ炭素ナノファイバー内に中空MOF-SnSx/NCナノ粒子が統合され、特異な豆莢キューブ複合体構造が形成されます。この独特の構成は、拡散経路を効果的に短縮し、ナトリウムイオンの体積膨張を緩和し、最終的には130 mA h g–1（10 A g–1）の卓越した高レート性能と、3500サイクル（2 A g–1）後でも328 mA h g–1の超長サイクル性能を実現します。