張亞茹， 胡 毅， 程鐘靈， 許仕林

(1. 浙江理工大學(xué) 先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 杭州 310018；2. 浙江理工大學(xué) 生態(tài)染整技術(shù)教育部工程研究中心， 浙江 杭州 310018)

近年來，隨著新型紡織品的快速發(fā)展，傳統(tǒng)纖維產(chǎn)業(yè)迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而新能源的開發(fā)使得纖維功能化研究成為熱點(diǎn)。其中，鋰離子電池作為最具潛力的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備，在電動(dòng)汽車、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1-3]。其中，硅(Si)因高理論容量、低電化學(xué)電位和在自然界中的高豐度成為制備高容量鋰離子電池負(fù)極的材料之一[4-5]。但其充放電過程中巨大的體積膨脹(～300%)，導(dǎo)致應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的電極結(jié)構(gòu)粉碎和電池容量快速衰減問題，阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展[6-8]。

靜電紡Si/C復(fù)合納米纖維(NFs)已成為儲(chǔ)能功能纖維的一個(gè)突破口，但將其用于鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)電化學(xué)性能仍不理想。因?yàn)榧{米Si分散性和穩(wěn)定性差，Si/C復(fù)合NFs中存在嚴(yán)重的Si 顆粒團(tuán)聚及外露現(xiàn)象，所以還需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善[9-10]。賀勇等[11]用超聲噴霧結(jié)合化學(xué)氣相沉積(CVD)法合成手型三維Si/C網(wǎng)絡(luò)作為無粘結(jié)劑鋰離子電池Si基負(fù)極材料，此方法有效提高了電極的導(dǎo)電性。陸浩等[12]采用C包覆SiO單體，再混合石墨得到質(zhì)量比容量約為600 mA·h/g 的SiO/C/石墨復(fù)合材料,其有效降低了電池的極化和阻抗。陳睿等[13]以碳納米管(CNTs)和石墨烯作為碳源,采用水熱法與Si微球進(jìn)行復(fù)合。這些方法均在一定程度上緩解了Si的體積膨脹，但提升效果不明顯。

本文從此問題出發(fā),提出了通過碳納米纖維(CNFs)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)纖維表面裸露的納米Si顆粒進(jìn)行保護(hù)和包覆的思路。首先采用靜電紡絲法制備聚丙烯腈(PAN)/Si/Fe復(fù)合NFs膜，再用CVD法在Fe催化劑活性位點(diǎn)上生長(zhǎng)CNTs，最后經(jīng)800 ℃高溫炭化后制備出具有毛毛蟲結(jié)構(gòu)的PAN基Si/C/CNTs復(fù)合碳納米纖維(CNFs)膜，將其用于鋰離子電池，并對(duì)Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜和鋰離子電池的性能進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

硅粉(Si，納米級(jí))、聚丙烯腈(PAN，平均相對(duì)分子質(zhì)量為 140 000)，上海百靈威化學(xué)技術(shù)有限公司；N,N-二甲基甲酰胺(DMF，分析純)，天津市永大化學(xué)試劑有限公司；硫酸亞鐵(FeSO4, 分析純)、氯化鐵(FeCl2，分析純)、二茂鐵(C10H10Fe，分析純)，上海麥克林生化科技有限公司; 氬氣(Ar)、乙炔/氬氣混合氣體 (二者體積比為7.95∶92.05) ，上海浦江特種氣體有限公司；Celgard 2300 聚丙烯膜，美國(guó) Celgard 公司；電解液 (1 mol/L 六氟磷酸鋰溶與體積比為1∶1∶1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯)、鋰片，南京莫杰斯能源科技有限公司。

1.2 靜電紡絲法制備PAN/Si/Fe復(fù)合NFs膜

將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(占PAN)的鐵鹽(FeSO4、FeCl2、二茂鐵)與納米Si、PAN 粉末混合，溶解于DMF溶劑中，于60 ℃下攪拌12 h獲得均勻分散的紡絲液。將所得紡絲液與磁力攪拌轉(zhuǎn)子置于針筒中，設(shè)置紡絲距離為15 cm，電壓為16 kV，持續(xù)紡絲6 h，紡絲時(shí)磁力輔助持續(xù)攪拌防止Si顆粒沉淀，最終獲得PAN/Si/Fe復(fù)合NFs膜。

1.3 Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的制備

將上述所得PAN/Si/Fe復(fù)合NFs膜取下置于管式爐內(nèi)，依次進(jìn)行預(yù)氧化、CVD和炭化。首先在空氣條件下，以10 ℃/min速率升溫至280 ℃后，保溫2 h進(jìn)行預(yù)氧化；然后在280 ℃時(shí)持續(xù)緩慢通入乙炔/氬氣混合氣體30 min，采用CVD法沉積CNTs；沉積結(jié)束后，改變氣體氛圍，持續(xù)緩慢通入純氬氣作為保護(hù)氣體，同時(shí)以10 ℃/min速率升溫至800 ℃后保溫6 h，最終獲得PAN基Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜。

1.4 測(cè)試與表征

1.4.1 形貌觀察

采用Ultra 55型熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM，德國(guó)Zeiss 集團(tuán))觀察CNTs在CNFs上的生長(zhǎng)情況。對(duì)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鐵鹽與納米Si、PAN 粉末制備的復(fù)合CNFs膜的形貌進(jìn)行觀察比較。測(cè)試前對(duì)樣品進(jìn)行噴金處理，測(cè)試電壓為3 kV。

采用JEM-2100型透射電子顯微鏡(TEM，德國(guó)Leica公司)觀察具有明顯毛毛蟲結(jié)構(gòu)的Si/C/CNTs復(fù)合CNFs上CNTs的形貌。

1.4.2 表面元素測(cè)試

采用熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡的能譜儀及表面掃射功能測(cè)試Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的元素含量及分布情況。

采用K-Alpha型X射線光電子能譜儀(XPS，美國(guó)Thermo Fisher Scientific 公司)測(cè)試分析Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的表面元素。

1.4.3 結(jié)晶結(jié)構(gòu)測(cè)試

采用XTRA型X射線衍射儀(XRD，瑞士Thermo ARL 公司)測(cè)試Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的晶型結(jié)構(gòu)，掃描范圍(2θ)為10°～80°，掃描速率為5 (°)/min。

1.4.4 缺陷結(jié)構(gòu)測(cè)試

采用Invia型激光拉曼儀(Raman，英國(guó)Reni shaw公司) 測(cè)試Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的缺陷結(jié)構(gòu)。

1.4.5 比表面積測(cè)試

采用ASAP 2020研究級(jí)超高性能型全自動(dòng)氣體吸附系統(tǒng)(美國(guó)Micromeritics公司)對(duì)Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的比表面積及孔徑分布進(jìn)行測(cè)試分析。測(cè)試方法為比表面積(BET)法，測(cè)試前將樣品剪碎。

1.4.6 熱穩(wěn)定性測(cè)試

采用PYRIS 1型熱重分析儀(TG，美國(guó)Perkin Elmer公司)測(cè)試Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的熱穩(wěn)定性及Si元素含量，升溫速率為10 ℃/min，測(cè)試溫度為室溫至800 ℃。

1.4.7 電化學(xué)性能測(cè)試

將Si/C/CNTs 復(fù)合CNFs膜裁成半徑為12 mm的圓片，用于鋰離子電池的負(fù)極。以純鋰片為對(duì)電極、Celgard 2300 為電池隔膜，采用1 mol/L的六氟磷酸鋰和體積比為1∶1∶1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯以及碳酸甲乙酯為電解液，在低溫低氧手套箱中組裝成2032 型扣式電池。靜置過夜后，在 CT2001A 型電池測(cè)試系統(tǒng)(LAND)上進(jìn)行電池的恒電流充放電測(cè)試，測(cè)試電流密度為0.2 A/g(前5次循環(huán))和2 A/g(5次循環(huán)以后)，電壓窗口為0.01～3.0 V；同時(shí)，利用Zennium XC型電化學(xué)工作站(德國(guó)ZAHNER公司)進(jìn)行電池循環(huán)伏安測(cè)試及電化學(xué)阻抗測(cè)試，循環(huán)伏安測(cè)試電壓窗口為 0.01～3.0 V，電化學(xué)阻抗測(cè)試頻率范圍為0.01～1×105Hz。由于在Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜中，碳纖維對(duì)電池容量的貢獻(xiàn)較小，本文中材料比容量以電極片質(zhì)量為活性物質(zhì)的質(zhì)量，根據(jù)最終比容量的相對(duì)大小評(píng)估電池儲(chǔ)能性能。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)合CNFs膜形貌分析

本文采用固定CVD法[18]制備CNTs，即通過靜電紡絲法在纖維表面預(yù)先負(fù)載好金屬催化劑，然后在800 ℃下炭化形成復(fù)合CNFs膜，再經(jīng)催化分解乙炔氣相碳源在CNFs表面生長(zhǎng)CNTs，此方法生長(zhǎng)的CNTs與CNFs的結(jié)合效果好。另外，本文以過渡金屬Fe作為催化劑有效活性位點(diǎn)，因其催化活性高，且為底端生長(zhǎng)模式(即CNTs生長(zhǎng)時(shí)，金屬催化劑不隨CNTs一起生長(zhǎng)，仍處于根部)[19]。根據(jù)氣-液-固的CNFs生長(zhǎng)機(jī)制[20]，800 ℃下C2H2分解的C原子被Fe催化劑顆粒溶解，形成Fe-C液態(tài)顆粒，當(dāng)Fe中的C溶解度下降后，C原子在Fe催化劑表面析出排列成石墨層，C原子的連續(xù)析出使CNTs不斷變長(zhǎng)，最終在CNFs的表面垂直生長(zhǎng)出具有一定長(zhǎng)度的CNTs。

為探究鐵鹽對(duì)CNTs生長(zhǎng)的影響，對(duì)FeSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 0%、10%、15%和20%時(shí)制備的復(fù)合CNFs膜的形貌進(jìn)行比較，其掃描電鏡照片如圖1所示。由圖1(a)可知，當(dāng)FeSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%時(shí)，復(fù)合CNFs膜表面的Si顆粒完全裸露出來，且暴露的Si顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)FeSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)(見圖1(b))，制得的復(fù)合CNFs膜表面生長(zhǎng)出CNTs，但鐵鹽含量較低，催化劑的有效位點(diǎn)少，F(xiàn)e粒子無法充分覆蓋在復(fù)合CNFs膜表面，所以生長(zhǎng)的CNTs分布不均勻[11]。當(dāng) FeSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到15%時(shí)(見圖1(c))，CNTs明顯增加且分布均勻，Si顆粒被完整包覆形成了獨(dú)特的毛毛蟲結(jié)構(gòu)。當(dāng) FeSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加至20%(見圖1(d))時(shí)，復(fù)合CNFs膜被CNTs完全覆蓋，但過多CNTs在CNFs膜表面堆積，會(huì)使得復(fù)合CNFs膜的脆性大大增加。

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)FeSO4制備的復(fù)合CNFs膜的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.1 SEM images of composite CNFs membrane with different mass fraction of FeSO4

為進(jìn)一步探究鐵鹽種類對(duì)復(fù)合CNFs膜形貌結(jié)構(gòu)的影響，在上述基礎(chǔ)上，選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的FeCl2和二茂鐵制備復(fù)合CNFs膜作為對(duì)比，其掃描電鏡照片如圖2所示。由圖2(a)可以看出，采用15% FeCl2制備的復(fù)合CNFs膜表面雖生長(zhǎng)出大量CNTs，但仍存在明顯Si顆粒暴露和團(tuán)聚?？赡茉蚴荂l元素的加入會(huì)降低催化劑整體的活性，而FeSO4中的S元素降低了Fe顆粒的熔融溫度，更利于吸附溶解C原子，并通過擴(kuò)散作用析出C原子形成CNTs[14]，且適量與Fe具有較強(qiáng)親和力的S原子的加入可抑制竹節(jié)的產(chǎn)生，増加中空CNTs的產(chǎn)率[18]，提高材料整體的孔隙率。另外，由圖2(b)可以看出，以15%二茂鐵為催化劑制備的復(fù)合CNFs膜表面雖生長(zhǎng)出大量CNTs，但CNTs雜亂無章，對(duì)Si顆粒的包覆作用也不明顯。綜上分析，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的FeSO4制備的毛毛蟲結(jié)構(gòu)的復(fù)合CNFs膜更適合作為鋰離子電池負(fù)極材料，后文均采用該樣品展開分析。

圖2 不同鐵鹽制備的復(fù)合CNFs膜掃描電鏡照片F(xiàn)ig.2 SEM images of composite CNFs membraneprepared with different types of iron salts. (a) 15% FeCl2; (b) 15% ferrocene

值得注意的是，在毛毛蟲結(jié)構(gòu)的復(fù)合CNFs膜中，CNFs是自支撐主體，而CNTs是輔助增強(qiáng)體，二者之間的協(xié)同效應(yīng)有效促進(jìn)了界面結(jié)合。一方面，CNTs本身的高電導(dǎo)率和大長(zhǎng)徑比對(duì)Si顆粒起著輔助導(dǎo)電和包覆的作用，且能夠改善各材料之間的界面穩(wěn)定性[21]；另一方面，這種毛毛蟲結(jié)構(gòu)之間的孔隙為Si顆粒的體積膨脹預(yù)留了緩沖空間，使得Si在鋰化/脫鋰過程中所產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力弱化，提高復(fù)合材料整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的透射電鏡照片如圖3所示。由圖3(a)可知，纖維外層存在彎曲管狀物CNTs，CNTs內(nèi)部包覆著顆粒狀物質(zhì)Fe催化劑。由圖3(b)高倍TEM照片可以看出，CNTs表面具有清晰的晶格條紋，表明其具有較高的石墨化程度。

圖3 Si/C/CNT復(fù)合CNFs膜在高倍和低倍下的透射電鏡照片F(xiàn)ig.3 TEM images of Si/C/CNT composite CNFs membrane at low(a)and high(b)power

2.2 復(fù)合CNFs膜缺陷結(jié)構(gòu)及表面元素分析

Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的Raman光譜圖如圖4所示?？芍庾V在1 589和1 361 cm-1處的峰分別對(duì)應(yīng)C材料的G峰和D 峰，經(jīng)計(jì)算2個(gè)峰的強(qiáng)度比ID/IG值為0.947，表明此復(fù)合CNFs膜中C材料的缺陷程度較高[15]，這對(duì)于緩解Si的體積膨脹有利。

圖4 Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的Raman光譜圖Fig.4 Raman spectra of composite CNFs membrane

Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的掃描電鏡照片及其對(duì)應(yīng)的表面元素分布照片如圖5所示?？梢钥闯觯瑥?fù)合CNFs膜表面含有C、O、Si、Fe元素，且各元素分布均勻，含量均與理論相符。

圖5 Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的掃描電鏡照片及表面元素分布照片F(xiàn)ig.5 SEM image(a) and C(b), O(c), Si(d) and Fe(e) element distribution images of Si/C/CNT composite CNFs membrane

圖6 Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜XPS譜圖Fig.6 XPS spectra of Si/C/CNTs composite CNFs membrane. (a) XPS total spectrum; (b) C1s spectrum; (c) O1s spectrum

2.3 復(fù)合CNFs膜結(jié)構(gòu)分析

Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的氮?dú)馕?脫附曲線和孔徑分布圖如圖7所示。圖7(a)顯示復(fù)合CNFs膜吸/脫附曲線為H3型回滯環(huán)吸附等溫線，沒有明顯的飽和吸附平臺(tái)，表明孔結(jié)構(gòu)不規(guī)整，且比表面積為98.88 m2/g。從圖7(b)可以看出，Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的孔尺寸集中在3～4 nm 和6～15 nm之間，為介孔。這種毛毛蟲結(jié)構(gòu)CNTs骨架中存在的孔隙，可為鋰離子電池Si材料的體積膨脹預(yù)留緩沖空間。

圖7 復(fù)合CNFs膜的氮?dú)馕?脫附曲線和孔徑分布圖Fig.7 Nitrogen desorption/adsorption isotherm curve(a) and pore size distribution curve(b) for composite CNFs membrane

Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的熱重曲線如圖 8所示?？梢钥闯觯?00 ℃以下Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜有輕微質(zhì)量損失(3.81%)，可能是復(fù)合CNFs膜上部分無定型C被緩慢氧化；300～380 ℃之間出現(xiàn)第2個(gè)明顯的質(zhì)量損失(36.23%)，為CNFs膜迅速氧化階段；380～625 ℃出現(xiàn)第3個(gè)明顯的質(zhì)量損失(30.77%)，該階段CNTs被氧化，這與CNTs的熱穩(wěn)定性高于無定形C的結(jié)論一致。此后膜質(zhì)量基本無變化，計(jì)算得到Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜中Si含量為29.17%，與理論一致。

圖8 Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的熱重曲線Fig.8 TG curve of Si/C/CNTs composite CNFs membrane

Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的XRD曲線如圖9所示。可知，譜圖上所有的衍射峰都來源于晶體Si和C，其中在2θ為26.60°處出現(xiàn)的衍射峰對(duì)應(yīng)C的(003)晶面，2θ為28.44°、47.30°、56.12°、69.13°和76.37°處出現(xiàn)的衍射峰，對(duì)應(yīng)Si的(111)、(220)、(311)、(400)和(331)晶面，說明在800 ℃高溫炭化后Si和C的晶型仍保持完整。

圖9 Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜的X射線衍射曲線Fig.9 XRD pattern of Si/C/CNTs composite CNFs membrane

2.4 電化學(xué)性能分析

圖10示出Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜作為鋰離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能。圖10(a)為在2 A/g電流密度下，電池在第1、5、10圈的恒電流充放電曲線，其明顯的充放電平臺(tái)對(duì)應(yīng)鋰化/脫鋰過程，重合的曲線說明材料優(yōu)異的穩(wěn)定性[16]。

圖10 復(fù)合CNFs膜負(fù)極鋰離子電池電化學(xué)曲線Fig.10 Electrochemical performance curves of composite CNFs membrane anode lithium ion battery.(a)Charge-discharge curve；(b)Cycle voltammetry curves;(c)Nyquist curves;(d)Comparison of discharge capacity of lithium ion battery

圖10(b)示出0.01～3.0 V電壓窗口下電池前5次的循環(huán)伏安曲線?？梢钥闯?，前5次循環(huán)曲線幾乎重合，說明電池沒有嚴(yán)重的電勢(shì)偏移,證實(shí)Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜電極材料良好的循環(huán)可逆性。

圖10(c)示出電化學(xué)阻抗曲線。結(jié)果顯示隨FeSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，生長(zhǎng)在CNFs表面的CNTs 越多，曲線的半圓直徑越小，說明電池電荷轉(zhuǎn)移電阻降低，導(dǎo)電性增加。而未添加FeSO4制備的復(fù)合CNFs膜的曲線具有2個(gè)半圓，說明在循環(huán)過程中，電解質(zhì)與電解質(zhì)界面(SEI)膜及SEI膜與Si負(fù)極之間的界面電阻逐漸分化為2個(gè)部分，隨SEI膜厚度增加，電子轉(zhuǎn)移受阻，材料的導(dǎo)電性能降低[17]。

圖 10(d)示出電池的放電比容量曲線。可知，在 2 A/g電流密度下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的FeSO4復(fù)合CNFs膜負(fù)極電池的放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性均明顯優(yōu)于其他3個(gè)樣品，其初始放電比容量為2 067.9 mA·h/g，400次循環(huán)后放電比容量高達(dá)851.2 mA·h/g，每圈的容量衰減率僅為0.15%，比質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0% (0.9 mA·h/g)、10% (275.5 mA·h/g) 和15% (715.3 mA·h/g) FeSO4制備的復(fù)合CNFs膜負(fù)極電池均高出很多。這是因?yàn)樵谘h(huán)過程中，沒有或較少生長(zhǎng)CNTs的復(fù)合CNFs膜的Si體積膨脹會(huì)導(dǎo)致電極材料粉化崩塌，而太多CNTs的存在卻影響了復(fù)合CNFs膜的柔性。所以適量CNTs存在的毛毛蟲結(jié)構(gòu)Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜為鋰離子電池負(fù)極材料的最佳選擇，其不僅對(duì)材料結(jié)構(gòu)起著支撐和保護(hù)作用，改善了各材料之間的界面穩(wěn)定性，且為Si的體積膨脹預(yù)留了較大的緩沖空間，使Si材料膨脹產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力弱化，極大提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

3 結(jié) 論

1)本文以聚丙烯腈(PAN)、納米硅、鐵鹽為原料配制紡絲液，采用靜電紡絲法制備PAN/Si/Fe復(fù)合納米纖維(NFs)膜，再采用化學(xué)氣相沉積(CVD)法在復(fù)合NFs上生長(zhǎng)碳納米管(CNTs)，經(jīng)800 ℃高溫炭化后制備出復(fù)合碳納米纖維膜(CNFs)，用作鋰離子電池負(fù)極。通過探討用CVD法催化劑鐵鹽的種類和用量，得出15% FeSO4(占PAN)作為催化劑制備的復(fù)合CNFs膜的綜合性能最好，且Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜呈現(xiàn)獨(dú)特的毛毛蟲結(jié)構(gòu)，為Si顆粒的體積膨脹預(yù)留了緩沖空間，使得Si在鋰化/脫鋰過程中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力弱化，極大地提高了電池的循環(huán)穩(wěn)定性。所以Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜是較理想的鋰離子電池Si基復(fù)合負(fù)極材料。

2)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的FeSO4(占PAN)催化劑制備的Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜中硅含量為29.17%，與理論相符。將其用于鋰離子電池負(fù)極時(shí)，具有2 067.9 mA·h/g的初始放電比容量，循環(huán)400圈后仍具有851.2 mA·h/g 的放電比容量，每圈的容量衰減率僅為 0.15%。與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、10%和20% FeSO4催化劑制備的復(fù)合CNFs膜相比，其容量和循環(huán)穩(wěn)定性具有較大的提升，說明此Si/C/CNTs復(fù)合CNFs膜在鋰離子電池負(fù)極中具有較大的應(yīng)用潛力。