Abstract The prerequisite for high-performance lithium-ion batteries (LIBs) is an electrode material that offers high electric conductivity, fast ion transport, and large surface area. Monodispersed cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles have been successfully assembled on the surface of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) by an ultra-sonication assisted route at room temperature. The dispersion has been carried out through a dispersive media (i.e. Toluene) for the formation of (MWCNTs)x/CoFe2O4 nanohybrids. These (MWCNTs)x/CoFe2O4 nanohybrids exhibit excellent electrochemical performance at different current densities. As anode materials for LIBs, these (MWCNTs)x/CoFe2O4 nanohybrids deliver a high specific capacity of 1370 mAhg−1, which is much higher than CoFe2O4 (1060 mAhg−1) nanoparticles and superior cyclic stability (1015 mAhg−1) after 25 cycles at 0.2 C-rate. These MWCNTs serve as good electron conductors and volume buffers in improving the lithium performance of (MWCNTs)x/CoFe2O4 nanohybrids during the discharge and charge process. Furthermore, these nanohybrids have shown high rate capability (640 mAhg−1) at 2.0 A g-1 that returns to the initial capacity of 970 mAhg−1 at 0.1 A g-1 after 30 cycles with Columbic efficiency above 97%. This work offers an easy, large-scale, and low-cost route to produce high electrochemical performance anode materials for LIBs.

中文翻译：

---

多壁碳纳米管和钴铁氧体纳米粒子的纳米混合物：锂离子电池的高性能负极材料

摘要 高性能锂离子电池（LIBs）的先决条件是具有高导电性、快速离子传输和大表面积的电极材料。单分散的铁氧体钴 (CoFe2O4) 纳米颗粒已在室温下通过超声辅助路线成功组装在多壁碳纳米管 (MWCNT) 的表面。分散是通过分散介质（即甲苯）进行的，以形成（MWCNTs）x/CoFe2O4 纳米杂化物。这些 (MWCNTs)x/CoFe2O4 纳米杂化物在不同的电流密度下表现出优异的电化学性能。作为 LIBs 的负极材料，这些 (MWCNTs)x/CoFe2O4 纳米杂化物具有 1370 mAhg-1 的高比容量，比 CoFe2O4 (1060 mAhg-1) 纳米颗粒高得多，并且在 0.2 C 倍率下循环 25 次后具有优异的循环稳定性 (1015 mAhg-1)。这些多壁碳纳米管作为良好的电子导体和体积缓冲剂，在放电和充电过程中改善 (MWCNTs)x/CoFe2O4 纳米杂化物的锂性能。此外，这些纳米杂化物在 2.0 A g-1 下显示出高倍率容量 (640 mAhg-1)，在 30 次循环后，在 0.1 A g-1 下恢复到 970 mAhg-1 的初始容量，库伦效率高于 97%。这项工作提供了一种简单、大规模和低成本的途径来生产用于 LIB 的高电化学性能负极材料。这些纳米杂化物在 2.0 A g-1 下显示出高倍率容量 (640 mAhg-1)，在 30 次循环后，在 0.1 A g-1 下恢复到 970 mAhg-1 的初始容量，库伦效率高于 97%。这项工作提供了一种简单、大规模和低成本的途径来生产用于 LIB 的高电化学性能负极材料。这些纳米杂化物在 2.0 A g-1 下显示出高倍率容量 (640 mAhg-1)，在 30 次循环后，在 0.1 A g-1 下恢复到 970 mAhg-1 的初始容量，库伦效率高于 97%。这项工作提供了一种简单、大规模和低成本的途径来生产用于 LIB 的高电化学性能负极材料。