DOI：10.1016/j.carbon.2020.01.017
制備具有優異電化學性能和出色機械性能的電極材料對于制造柔性超級電容器是至關重要的。然而，制備孔隙度和柔性兼容的電極材料仍然具有挑戰性。本文采用簡便的同軸靜電紡絲技術和模板法制備了具有大比表面積（648 m2 g-1）和合適孔徑分布的自支撐多孔同軸碳納米纖維（PCCNF）膜。PCCNF在三電極和兩電極系統中分別具有261和48 F g-1（1 A g-1）的超電容、能量密度（48.6±3 Wh kg-1）和功率密度（67.5±1 Wh kg-1）。此外，基于PCCNF的超級電容器器件表現出極好的柔性，以及優異的電化學和機械穩定性。基于PCCNF的高性能超級電容器可用于柔性電子儲能裝置。
圖1.PCCNF的制備和表征。（a）PCCNF合成的示意圖。（b）石蠟油@PAN/TEOS的數碼照片。（c）石蠟油@PAN/TEOS的SEM圖像和（d）TEM圖像。（e）中空碳/SiO2的SEM圖像和（f）TEM圖像。（g）PCCNF的SEM圖像。
圖2.（a）CCNF、（b）PCNF和（c）PCCNF的TEM圖像。（d）PCCNF的HRTEM圖像。（e）CCNF、PCNF和PCCNF的氮氣吸附-解吸等溫線，和（f）相應孔徑分布。
圖3. PCCNF、CCNF和PCNF的（a）XRD圖、（b）拉曼光譜和（c）XPS全掃描光譜。 PCCNF的（d）C 1s、（e）N 1s和（f）O 1s的高分辨率XPS光譜。
圖4. PCNF、CCNF和PCCNF在以3 M KOH為電解質的三電極系統中的電化學性能。（a）掃描速率為10 mV s-1時的差分電容圖。（b）在1 A g-1的電流密度下的GCD曲線。（c）不同電流密度下的比電容。（d）奈奎斯特圖和（d）中的插圖是高頻范圍的放大倍數。
圖5.在以EMIMBF4為電解質的雙電極系統中，基于PCNF、CCNF和PCCNF的器件的超級電容器性能。（a）基于PCCNF的器件的CV曲線和（b）GCD曲線。（c）不同電流密度下的比電容。（d）基于PCNF、CCNF和PCCNF的器件的奈奎斯特圖。（d）中的插圖是用于擬合EIS光譜的等效電路。（e）與傳統電容器、商用電化學電容器、鋰離子電池和文獻結果相比，基于PCCNF的器件的Ragone圖。（f）基于PCCNF的器件的數碼照片。（g）在10 mV s-1的掃描速率下測試的基于PCCNF的器件在不同彎曲條件下的CV曲線。（h）基于PCCNF的器件在10 A g-1彎曲1000次的彎曲穩定性。（i）基于PCCNF的器件在10 A g-1下的10000次循環穩定性。
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