DOI: 10.1016/j.cej.2020.128214
自支撐柔性碳纖維墊是一種很有前途的可穿戴設備電極材料。相鄰纖維之間的接觸電阻仍然是進一步提高儲能性能的一個限制因素。在此，通過靜電紡絲和隨后的熱處理制備了一種活化的互連木質素衍生碳纖維網絡（AILCFN）。AILCFN中纖維間獨特的互連結構是通過控制具有不同熱遷移率的軟牛皮紙木質素組分的比例來設計的。互連纖維有利于碳網絡的電子傳輸和導電性能，而高比表面積協同作用有利于形成離子快速轉移的直接通道。所制備的AILCFN-3具有出色的比電容和高倍率性能。此外，AILCFN-3可以充當支撐電沉積Ni-Co-S納米片的支架。AILCFN/Ni-Co-S復合電極在10 A g-1的電流密度下顯示出1140.0 C g-1的高比容量。組裝的AILCFN/Ni-Co-S//AILCFN-3 BSH具有30.8 Wh kg-1的高能量密度和0.8 kW kg-1的功率密度，并且由于其高有效比表面積和有利的互連結構，顯示出優異的循環性能和柔性。裝配在實驗服上的自供電系統可以在日光照射和黑暗環境下為電子表連續供電，這證明了AILCFN在未來可穿戴電子產品中的應用潛力。這項工作實現了從生物質廢棄木質素到高附加值儲能材料的轉化，反之又充分利用了木質素組分的不同熱性質，突破了因其異質性而造成的應用限制。
圖1.制備AILCFN和AILCFN基柔性、不對稱電池-超級電容器混合設備的示意圖。
圖2.熱穩定后木質素基電紡墊之間互連的形成方案。
圖3.隨著F1-3比重的增加以使F4與F1-3的比例從10:0（a和b），7:3（c），6:4（d和e）達到5:5（f），熱穩定后木質素基電紡墊的SEM圖像。
圖4.（a）AILCFN-3的HRTEM圖像。插圖顯示了AILCFN-3的SAED圖，（b）AILCFN和NAILCFN樣品的XRD圖，（c）拉曼光譜，（d）氮氣吸附-解吸等溫線。
圖5.（a）AILCFN/Ni-Co-S復合材料的SEM和FESEM（插圖）顯微照片。（b）元素碳、鎳、鈷和硫的EDX映射。（c）AILCFN/Ni-Co-S復合材料的XRD圖譜。AILCFN/Ni-Co-S中Ni 2p（d），Co 2p（e）和S 2p的高分辨率XPS光譜。
圖6.（a和d）AILCFN-3和AILCFN/Ni-Co-S在不同掃描速率下的CV曲線。（b和e）AILCFN-3和AILCFN/Ni-Co-S在不同電流密度下的GCD曲線。（c和f）標準三電極配置中AILCFN-3和AILCFN/Ni-Co-S電極的循環性能。
圖7.AILCFN（a）和AILCFN/Ni-Co-S（b）電極的離子和電子轉移示意圖。
圖8.固態BSH的電化學性能。（a）不同掃描速率下的CV曲線。（b）不同電流密度下的GCD曲線。（c）比電容與電流密度的關系。（d）BSH的Ragone曲線。（e）在10 mV s-1的掃描速率下，BSH呈多角度彎曲的CV曲線。（f）BSH在5 mA cm-2的電流密度下循環2000次的電化學性能。
圖9.（a）由兩個帶電的固態超級電容器在不同彎曲角度下串聯供電的紅色LED的照片，（b）–（d）配備在實驗服上的自供電系統的光學圖像：在原始、太陽輻射和無太陽輻射狀態下的電子表。（圖9b中的虛線方框是作為表帶與電子表相連的柔性BSH的照片）。（如需解釋本圖圖例中對顏色的引用，請參閱本文的web版本）
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