J. Power Sources：用于高性能超級電容器和鋰離子電池的部分石墨化分層多孔碳納米纖維

DOI:10.1016/j.jpowsour.2020.228098

通過靜電紡絲、熱解、活化、酸處理等方法制備了部分石墨化的分層多孔碳納米纖維。所制備的納米碳纖維具有較高的石墨化度、高比表面積和較大的孔體積以及分層多孔結構等結構特征，這些改善的結構特征的協同作用使其具有優異的電化學性能。當用于超級電容器時，10,000個循環后所獲得的樣品在0.5 A g-1時可提供287 F g-1的高比電容，在100 A g-1時可提供196 F g-1的高倍率電容，以及當電流為5 A g-1時具有95.4%的高容量保持率。當用作鋰離子電池的負極時，在1100個循環期間，所制備的電極在0.1 A g-1下顯示出高達1495 mAh g-1的可逆容量、優異的循環穩定性以及在10 A g-1下顯示出391 mAh g-1的出色高倍率容量。這些值證明了部分石墨化分層多孔碳納米纖維作為超級電容器和鋰離子電池中的雙功能電極的優異性能。

圖1.（a）MgO/Ni/CNF和MNP-CNF的XRD圖，（b）拉曼光譜，（c）氮氣吸附-解吸等溫線，（d）基于MNP-CNF、MP-CNF和P-CNF的BJH模型的孔徑分布。

圖2.（a）MgO/Ni/MNP-CNF的TEM、HRTEM和SAED圖，（b）和（c）MNP-CNF的TEM圖，（d）MNP-CNF的HRTEM和SAED圖。

圖3.（a）MNP-CNF在不同掃描速率下的循環伏安曲線。（b）不同電流密度下MNP-CNF的恒電流充放電曲線。（c）MNP-CNF、MP-CNF和P-CNF的比電容隨電流密度的變化。（d）在電流密度為5 A g-1時MNP-CNF的循環性能，插圖顯示了第1和第10000次循環的恒電流充放電曲線。

圖4.MNP-CNF、MP-CNF和P-CNF電極在6 M KOH中的奈奎斯特圖。插圖顯示了高頻區域的放大部分。

圖5.MNP-CNF的電化學性能：（a）掃描速率為0.1 mV s-1的循環伏安曲線，（b）0.1 A g-1時的恒電流充放電曲線，（c）和（d）分別為0.1 A g-1和10 A g-1下的循環性能。（e）不同速率下的循環容量，以及（f）MNP-CNF、MP-CNF和P-CNF的奈奎斯特圖。