DOI: 10.1039/D0TA05100D
超級電容器（SCs）有望彌合傳統電容器與電池/燃料電池之間的功率/能量差距。然而，提高電極材料的電容性能仍然是一項挑戰。通過簡便、低成本的靜電紡絲技術制備的電紡納米纖維，由于其獨特的形貌和誘人的特性，在SCs中具有優異的電化學性能，顯示出改善SCs性能的巨大潛力。本文綜述了近年來靜電紡絲一維納米纖維作為SCs電極材料的研究進展。討論了三類靜電紡電極納米材料（即碳納米纖維、碳納米纖維復合材料和無碳過渡金屬氧化物）的設計和優化策略。此外，對靜電紡納米纖維的導電性、電化學響應和耐久性的重要見解進行了綜述。最后，作者對這些討論和見解如何為靜電紡納米纖維（作為電極材料）拓展下一代SCs的潛在應用進行了展望。
圖1.（a）靜電紡絲裝置的典型示意圖。（b）通過控制各種參數（例如前驅體、煅燒氣氛和噴嘴類型）獲得的各種電紡納米纖維。
圖2.電紡納米纖維的各種結構：（a）多孔納米纖維的SEM圖像，（b）PVA/SiO2纖維的TEM圖像。（c）通過靜電紡絲PS/DMF溶液產生的帶狀纖維的SEM圖像。（d）納米線微管結構化核/殼纖維的放大截面SEM圖像。（e）三通道結構的SEM圖像。（f）從薄納米纖維延伸出來的尖峰的SEM圖像。（g）彈簧狀電紡聚（ε-己內酯）纖維。（h）具有串晶結構的納米纖維的SEM圖像。（i）蜘蛛網狀納米纖維的SEM圖像。（j）V2O5-TiO2-Ta2O5納米纖維的SEM圖像。
圖3.（a）概述CNF制備過程的示意圖。（b）N2吸附等溫線，（c）原始、1 M-800℃和4 M-1000℃多孔CNF的孔徑分布。（d）原始、1 M-800℃和4 M-1000℃多孔CNF的CV曲線，掃描速率為50 mV s-1。（e）原始、1 M-800℃和4 M-1000℃多孔CNF在不同掃描速率下的比電容。
圖4.（a）制備多孔中空CNFs的示意圖。（b）多孔中空CNFs的SEM圖像。（c）多孔中空CNFs基設備的Ragone圖。（d）多孔中空CNFs基設備的數碼照片。（e）N-MCNFs-900（多孔CNFs）和CNFs-900的N2吸附-解吸等溫線和（f）孔徑分布曲線。（g）MCNF的孔徑分布曲線。（h）PANC和MCNF的CV曲線，掃描速率為10 mV s-1。
圖5.摻雜雜原子的高導電CNFs。（a）HPCNFs-N的FESEM圖像。（b）HPCNFs-N的TEM圖像。（c）HPCNFs-N的元素映射圖（h:C，i:N，j:O，k:重疊），（d）制備多孔HAT-CNF的示意圖。（e）HPCNFs的熱氧化穩定和碳化過程中P（AN-co-AA）的合理結構轉變。（f）HPNWC的FESEM圖像。（g）HPNWC元素映射圖像。
圖6.（a）PPNF@MOF和CNFs/Ni復合材料的制備過程示意圖。各個材料的實際SEM圖像顯示在四個角上。（b）400CNFs/Ni、500CNFs/Ni、600CNFs/Ni和700CNFs/Ni電極在20 mV s-1下的CV曲線和（c）在0.5 A g-1下的GV曲線。（d）柔性固態ASC的示意圖，其中10PPNF@MOF雜化材料作為負極，500CNF@Ni雜化材料作為正極。（e）Ragone圖。
圖7.（a）FeOx-CNFs的制備示意圖。（b）CNF/NiO的SEM圖像和（c）TEM圖像。（d）CNFs/Bi2O3的SEM圖像。（e）CNF/ZnO的SEM圖像。（f）中孔CNFs/Nb2O5的SEM圖像和（g）TEM圖像。
圖8.（a）電極的制備過程和覆蓋有洋蔥狀碳的CoSx中空納米顆粒形成機理的示意圖。（b）在電流密度為0.5 A g-1時，Co3O4/C和CoSx/C納米纖維電極的GCD曲線。（c）在100,000至0.1 Hz的頻率范圍內，Co3O4/C和CoSx/C納米纖維電極在振幅為10 mV下的奈奎斯特圖，插圖：放大的高頻區域。（d）在各種電流密度下的比電容，以及（e）CoSx/C-0.2、CoSx/C-0.4、CoSx/C-0.6和CoSx/C-0.8電極在10 A g-1下的充電/放電循環。
圖9.（a）WS2/ACF納米復合材料合成的示意圖。（b）WS2/ACF的HRTEM圖像。（c）ACF、純WS2和WS2/ACF的CV曲線，掃描速率為5 mV s-1。（d）WS2/ACF在不同電流密度下的GCD曲線。（e）評估純WS2和WS2/ACF的性能。（f）WS2/ACF//ACF的Ragone圖。
圖10.（a）制備NiCoP封裝CNF的示意圖。（b-f）CNF/NiCoP的元素映射。（g）CNF/NiCoP的能量色散X射線光譜。（h）CNF/NiCoP的GCD曲線。（i）在不同溫度下碳化的NiCoP/CNF納米結構的電流密度與比容量圖。（j）連續穩定性曲線。（k）比較Ragone圖。
圖11.（a）CNFs/Ti3C2Tx復合材料制備過程示意圖。（b）初紡PAN纖維的TEM圖像。（c）纖維橫截面的TEM圖像。（d）速率處理圖。（e）長期循環。
圖12.（a）CNF/GN合成過程的示意圖。（b）CNF/GN復合材料的SEM圖像。（c）CNF/CNTs納米復合材料的FE-SEM圖像。（d）石墨烯/CNFs/CNT的SEM圖像。（e）石墨烯/CNF/CNT的TEM圖像。（f）雜化設備的Ragone圖。
圖13.（a）CNFs/Co（OH）2復合材料的水熱生長方案。（b）CNFs/Co（OH）2復合材料的FE-SEM圖像（插圖是所制備材料的數字攝影圖像）。（c）CNF/Co（OH）2復合材料的CV曲線。（d）CNF/Co（OH）2復合材料的GCD曲線。（e）CNFs/Co（OH）2復合材料的比電容。（f）循環性能。（g）在2 A g-1的電流密度下ASC設備的循環性能。（h）ASC設備的Ragone圖。
圖14.（a）靜電紡絲過程的示意圖。（b）核-殼CFY/CNFs/PANI異質結構的分層結構。（c）CFY/CNFs/PANI異質結構和CFY/CNFs的面積比電容。（d）Ragone圖。
