Synth. Met.：金屬納米粒子注入電紡碳納米纖維的制備及其用作超級電容器電極的性能評估

DOI: 10.1016/j.synthmet.2021.116706

為超級電容器（包括大電容器）制備合適的電極對于當前儲能器件需求的增長具有重要意義。在本研究中，將金屬納米粒子注入由靜電紡絲法合成的電紡碳納米纖維（ECNF）中，隨后進行熱處理，并評估其用作超級電容器電極的性能。通過X射線衍射（XRD）、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡（SEM）和循環伏安法對電極進行表征。結果表明，金屬/ECNF樣品具有纖維形態、多孔結構以及分散的金屬納米粒子，且比表面積較高。研究了嵌入各種過渡金屬（如Co，Ni和Cu）對ECNF電化學性能的影響。將銅摻入ECNF可獲得最高的比電容。在5 mV s-1的掃描速率下，Cu/ECNF樣品的比電容為332 F g-1，而ECNF樣品的比電容為4 F g-1。

圖1.不同放大倍率下原始ECNF的FESEM圖像。

圖2.不同放大倍率下（a-c）Co/ECNF，（d-f）Cu/ECNF和（g-i）Ni/ECNF樣品的FESEM圖像。

圖3.Cu/ECNF樣品的TEM圖像。

圖4.Co/ECNF、Ni/ECNF和Cu/ECNF樣品的XRD圖譜。

圖5.ECNF、Co/ECNF、Ni/ECNF和Cu/ECNF樣品的拉曼光譜。

圖6.ECNF樣品在不同掃描速率下的CV曲線。

圖7.ECNF、Ni/ECNF-1、Ni/ECNF-2和Ni/ECNF-3樣品在5 mV s-1掃描速率下的CV曲線。

圖8.Ni/ECNF-1、Ni/ECNF-2和Ni/ECNF-3樣品在電流密度為1 A g-1時的GCD曲線。

圖9.ECNF、Co/ECNF和CoOxide/ECNF樣品在5 mV s-1掃描速率下的CV曲線。

圖10.Co/ECNF樣品在1和3 A g-1電流密度下的GCD曲線。

圖11.ECNF、Cu/ECNF和CuOxide/ECNF樣品在5 mV s-1掃描速率下的CV曲線。