10.1016/j.apsusc.2020.147817
超級電容器通常采用高性能的贗電容材料與碳基材料相結合，既能實現令人滿意的儲能性能，又能獲得良好的循環壽命。按照該方法增強陽極的電化學性能是獲得高能量密度的有效方法。在本文中，通過靜電紡絲和煅燒法在碳納米纖維（Fe1-xS/CFs）上生長Fe1-xS用作非對稱超級電容器的負極，其具有出色的電化學性能。比容量高達238 mAh g-1（1 A g-1），在15 A g-1下仍保持95.3 mAh g-1。在5000次循環后，負極的保留率保持為78.5％。考慮到負極的高性能，選擇比容量高達203 mAh g-1（1 A g-1）的NiCo2S4/NCTs作為全固態電池型非對稱超級電容器的正極，以獲得高能量密度。得益于負極和正極的優異性能，所制備的全固態電池型非對稱超級電容器在882 W kg-1的功率密度下具有55.4 Wh kg-1的高能量密度，具有出色的循環性能（5000次循環后為80.6％）。更重要的是，全固態電池型非對稱超級電容器NiCo2S4/NCTs//Fe1-xS/CFs-5可以在較寬的溫度范圍（-10-60℃）內工作，在1 A g-1下，當溫度為-10℃時其比容量為40.4 mAh g-1，在60℃時為112.3 mAh g-1。上述結果表明，所制備的NiCo2S4/NCTs//Fe1-xS/CFs-5電池型非對稱超級電容器在未來發展中具有廣闊的應用前景。
圖1.方案1中Fe1-xS/CFs材料的制備過程示意圖。（a）Fe1-xS/CFs-5的SEM和（b）TEM圖像。（c）Fe1-xS/CFs-5的HRTEM，（d）SAED和（e）EDS映射圖像。
圖2.（a）不同Fe1-xS/CFs復合材料的XRD圖譜。（b）Fe1-xS/CFs-5的TGA曲線。（c）Fe1-xS/CFs-1、FeS1-x/CFs-5和Fe1-xS/CFs-10的N2吸附-解吸等溫線和（d）孔徑分布。
圖3.（a）Fe1-xS/CFs-5電極在不同掃描速率下的CV曲線。（b）Fe1-xS/CFs-5電極在不同電流密度下的恒電流充放電曲線。（c）當電流密度為5 A g-1時，FeOOH、Fe1-xS/CFs-1、Fe1-xS/CFs-5和Fe1-xS/CFs-10電極的恒電流充放電曲線。（d）在不同電流密度下，FeOOH、CF、Fe1-xS/CFs-1、Fe1-xS/CFs-5和Fe1-xS/CFs-10電極的比容量。
圖4.方案2中NiCo2S4/NCTs材料的制備過程示意圖。（a）NiCo-LDH/NCTs和（b）NiCo2S4/NCTs的SEM圖像。（c，c1）NiCo2S4/NCTs的TEM圖像和（c2）相應高分辨率圖像。（c3）NiCo2S4/NCTs的SAED和（d）EDS映射圖像。
圖5.（a）NiCo2S4/NCTs復合材料的XRD圖譜。（b）純NiCo2S4和NiCo2S4/NCTs樣品的TGA曲線。
圖6.（a）NiCo2S4/NCTs電極在不同掃描速率下的CV曲線。（b）NiCo-LDH、NiCo2S4、NiCo-LDH/NCTs和NiCo2S4/NCTs電極在5 A g-1下的恒電流充放電曲線，以及（c）NiCo-LDH、NiCo2S4、NiCo-LDH/NCTs和NiCo2S4/NCTs電極在不同電流密度下的比容量。（d）NiCo-LDH、NiCo2S4、NiCo-LDH/NCTs和NiCo2S4/NCTs的EIS，插圖顯示了用于模擬奈奎斯特圖的等效電路。
圖7.（a）NiCo2S4/NCTs//Fe1-xS/CFs-5 B-ASC器件在不同電壓下以20 mV s-1運行的CV曲線。（b）在0至1.6V電壓范圍內，在不同電流密度下測得的B-ASC裝置的比容量。（c）全固態B-ASC的Ragone圖。（d）超級電容器的實際應用。（e）B-ASC在不同溫度下的CV曲線。（f）在-10℃至60℃下，以不同掃描速率測得的B-ASC器件的比容量。
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