天津工業大學馬昌&北卡羅萊納州立大學張向武Appl. Surf. Sci.：炭黑基多孔亞微米碳

DOI:10.1016/j.apsusc.2020.147914

使用低維碳構建功能材料在能量存儲裝置領域引起了極大的關注。在此，以多孔炭黑（CB）為主體構建單元，以聚丙烯腈（PAN）基熱解碳為粘合劑，通過靜電紡絲和熱解工藝構建了多孔亞微米碳纖維。從多孔CB中繼承了豐富的孔和表面積，合成的CB基亞微米纖維具有相當大的孔隙率和比表面積。PAN基熱解炭賦予了CB基亞微米碳纖維大量的含N/O表面。CB含量在提高所得亞微米碳纖維的熱穩定性、柔性和導電性方面起著至關重要的作用。CB基亞微米碳纖維具有相當大的比電容，出色的循環穩定性，可用作柔性超級電容器的電極。

圖1.不同階段的纖維照片及其相應的彎曲試驗。（a）PAN-CNF，（b）CCNF-0.125，（c）CCNF-0.25，（d）CCNF-0.5，（e）CCNF-0.75。

圖2.（a）PAN-CNF，（b）CCNF-0.125，（c）CCNF-0.25，（d）CCNF-0.5，（e）CCNF-0.75（1）初紡，（2）穩定和（3）碳化纖維的SEM圖像。

圖3.（a）PAN-CNF、CCNF-Xs和CB的XRD圖，（b）拉曼光譜，（c）氮氣吸附-解吸等溫線和（d）相應的PSDs。

圖4.不同放大率下CCNF-0.5的TEM圖像。

圖5.（a）XPS全掃描光譜。（b）N 1s和（c）O 1s的高分辨率XPS光譜。（d）含N和O物種的含量。

圖6.PAN-CNF和CCNF-Xs在以6M KOH為電解質的三電極結構中的電化學性能。在5（a）和50 mV s-1（b）掃描速率下的CV曲線。（c）EDLC和PC對PAN-CNF和CCNF-Xs的電容貢獻。（d）在電流密度為0.1 A g-1時的GCD曲線。（e）不同電流密度下的比電容。（f）奈奎斯特圖，（f）中的插圖是高頻范圍的放大。

圖7.（a）在兩電極系統中測試的比電容。插圖是在不同電流密度下的GCD曲線。（b）5 A g-1下的循環性能。插圖顯示了第一個和最后一個循環的GCD曲線。（c，d）具有不同彎曲角度的柔性超級電容器及其在20 mV s-1下的CV曲線。