本研究通過對兩種不混溶聚合物和UNCs前體進行靜電紡絲和熱處理，將處理過的超細針狀焦顆粒（UNCs）引入分層多孔超細碳纖維中。詳細探討了源自聚丙烯腈（PAN）/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/UNCs的超細碳纖維的結構、形貌和電化學性能。當PAN與PMMA的質量比達到6:4時，源自PAN/PMMA/UNCs的超細碳纖維顯示出919.3m2/g的高表面積，該結構中介孔/微孔=1.59，且表現出顯著的比容量（0.5A/g時為387.2F/g）和出色的功率性能。此外，獲得的對稱超級電容器的綜合電化學性能如下：突出的能量密度（489W/kg時為27.87Wh/kg）和理想的循環穩定性（在1A/g下循環10,000次后的容量保持率為97.5%）。綜上，由共混聚合物和高度石墨化的針狀焦衍生的分層多孔超細碳纖維為用作電化學儲能裝置的無粘合劑電極提供了潛在的選擇。
圖1.由PAN/PMMA/UNCs制備的超細碳納米纖維在超級電容器中應用的圖示。
圖2.由不同PMMA含量的PAN/PMMA/UNCs制備的電紡纖維的SEM圖像（PAN:PMMA的質量比=（A）10:0，（B）9:1，（C）8:2，（D）7:3，（E）6:4，（F）5:5）。
圖3.所有碳纖維的SEM圖像及橫截面。（PAN:PMMA的質量比=（A）10:0，（B）9:1，（C）8:2，（D）7:3，（E）6:4，（F）5:5）。
圖4.（A）新鮮制備的純PAN、PMMA和PAN/PMMA混合溶液，（B）6小時后，制備的純PAN、PMMA和PAN/PMMA混合溶液，（C）PAN、PMMA和PAN/PMMA混合溶液的光學顯微鏡圖像。
圖5.（A）不同復合碳纖維的XRD光譜，（B）不同復合碳纖維的拉曼光譜，（C）氮氣吸附/解吸等溫線，（D）所有樣品的孔徑分布。
圖6.（A）PMNC0、PMNC1、PMNC2、PMNC3、PMNC4和PMNC5電極在10mV/s時的CV曲線，（B）PMNC4電極在不同掃描速率下的CV曲線，（C）PMNC0、PMNC1、PMNC2、PMNC3、PMNC4和PMNC5電極在0.5A/g時的GCD曲線，（D）PMNC4電極在不同電流密度下的GCD曲線，（E）PMNC4電極在不同電流密度下的比容量，（F）PMNC0、PMNC1、PMNC2、PMNC3、PMNC4和PMNC5電極在10KHz至0.01Hz頻率范圍內的奈奎斯特圖。
圖7.（A）所有對稱超級電容器在20mV/s掃描速率下的CV曲線，（B）PMNC4在不同掃描速率下的CV曲線，（C）PMNC4電極在不同電流密度下的GCD圖，（D）比容量與電流密度的函數關系，（E）所有組裝超級電容器的奈奎斯特圖，（F）基于PMNC4電極的組裝超級電容器在1A/g下的循環壽命（插圖：最后12個循環的充放電曲線），（G）循環前后PMNC4電極的奈奎斯特圖，（H）10，000次循環后PMNC4電極表面的SEM圖像，（I）基于PMNC4電極的超級電容器的Ragone圖（插圖：演示制造的超級電容器裝置，可點亮商用黃色LED）。
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