纳米结构工程被广泛认为是提高材料电化学性能的有效途径，而利用原位表征技术则可以准确指导合理的纳米结构材料设计。

有鉴于此，华南理工大学张磊教授报道了由独特纳米结构设计和透射电子显微镜(TEM)的原位观察相结合，设计的由成束的蛋黄壳结构单元组成的锑基纳米纤维显著提高了钾离子电池(PIB)负极的性能。

文章要点

1）研究人员将MOF与电纺丝结合，进行受限离子交换和随后的热还原策略来制备以Sb纳米颗粒为蛋黄的杂化结构，并将其限制在嵌入碳纳米纤维的碳壳(Sb@C纳米盒)中（Sb@CNFS）。值得注意的是，原位TEM分析表明，在合金化/非合金化过程中，Sb纳米颗粒内部经历了显著的体积膨胀/收缩，而空隙可以有效地缓解整体体积变化，塑料碳壳则保持了电极材料的结构完整性。

2）Sb@C纳米盒由碳纳米纤维相互交织而成三维导电网络，不仅提高了结构稳定性，而且提高了导电性。作为PIBs的负极，Sb@CNFS表现出显著的倍率性能和较长的循环寿命。

该研究工作将结构设计与原位TEM表征技术相结合以进行材料开发，阐明了合金型PIBs电极材料纳米结构设计。研究结果为未来电极材料纳米结构设计和工程化提供了合理指导。

Huawen Huang, et al, Unveiling the Advances of Nanostructure Design for Alloy-Type Potassium-Ion Battery Anode via In Situ TEM, Angew. Chem. Int. Ed.

DOI：10.1002/anie.202004193

https://doi.org/10.1002/anie.202004193