DOI:10.1016/j.jcis.2020.03.122
由于Nb2O5電極材料作為鈉離子電容器（SICs）的反應動力學較慢且導電性較差，采用靜電紡絲PAN/PMMA/H2Nb2O6·H2O均相粘性懸浮液并對其進行退火處理制備了具有良好柔性和較高電化學性能的Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜電極，其中通過研磨H2Nb2O6·H2O納米線獲得前驅體H2Nb2O6·H2O納米棒，并將Nb2O5納米棒均勻地嵌入氮摻雜的微孔多通道碳納米纖維中。得益于多通道網絡結構，Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜電極可提供快速的Na+存儲動力學和出色的Na離子存儲性能，并提供了出色的速率能力（在4 A g-1下為101 mAh g-1）和超長的壽命（在2 A g-1的條件下進行10,000次循環后，容量保持率為91%）。組裝了基于Nb2O5 NRs@NMMCNF纖維薄膜陽極和AC陰極的Nb2O5 NRs/NMMCNF//AC SIC。組裝后設備的能量密度高達91 Wh kg-1，其最大功率密度為7499 W kg-1。這項工作為插層式金屬氧化物電極在SICs中的應用提供了一種新的結構設計策略。
圖1.Nb2O5 NRs/NMMCNF纖維薄膜電極的制備示意圖。
圖2.Nb2O5 NRs和Nb2O5 NRs/NMMCNF的XRD圖（a）、拉曼光譜（b）以及Nb2O5 NRs/NMMCNF的高分辨率Nb 3d（c）和N 1s（d）XPS光譜。
圖3.FE-SEM圖像（a）、橫截面FE-SEM圖像和柔性（插圖）（b）、TEM（c）、HRTEM（d）和明場STEM圖像（e）的數碼照片，以及Nb2O5 NRs/NMMCNF纖維膜的C、N、Nb和O的相應EDS元素映射（f）。
圖4.在0.02 A g-1下，第二個循環的恒電流充放電曲線（a），不同電流密度下的倍率能力（b），0.05 A g-1下的循環性能（c），Nb2O5 NRs和Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜電極的奈奎斯特曲線（d），以及在2 A g-1下的長循環性能和Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜電極的相應庫侖效率（e）。
圖5.在0.1到10 mV s-1的不同掃描速率下的CV曲線（（a），（d）），峰值電流與不同掃描速率（（b），（e））的線性相關，以及Nb2O5 NRs（上方）和Nb2O5 NRs/NMMCNF（中間）電極在10 mV s-1（（c），（f））掃描速率下對電流密度的電容和擴散貢獻，不同掃描速率下Nb2O5 NRs（g）和Nb2O5 NRs/NMMCNF（h）的電容（綠色）和擴散控制（黑色）容量的貢獻率。
圖6.在2到100 mV s-1的不同掃描速率下，Nb2O5 NRs/NMMCNF//AC SIC的CV曲線（a），在1.0和4.0 V的不同電流密度下的恒電流充放電曲線（b），Ragone圖和與其他混合超級電容器的比較（c），Nb2O5 NRs/NMMCNF//AC SIC在1 A g-1下的10,000個循環期間的長循環性能和相應的庫侖效率（d）。
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