鋰離子電容器（LICs）是一種具有高能量密度、高功率輸出和長循環壽命的先進儲能系統。構建高性能LICs的關鍵是緩解法拉第負極和電容器型正極之間的動態失配。在此，研究者通過靜電紡絲策略制備了氮摻雜無定形碳連接的分層多孔Co3O4納米纖維（NAC-1-Co3O4 NFs），其中無定形碳可以減輕鋰化/脫鋰過程中Co3O4的體積變化，而分層多孔結構為快速電子轉移和鋰離子儲存提供了有效的通道，并暴露了更多的活性位點。精細的結構使NAC-1-Co3O4 NFs具有卓越的額定容量和強大的循環耐久性。此外，還制備了用于正極的氮摻雜碳多面體（NPCP），其顯示出優異的倍率性能和循環穩定性。因此，組裝的NAC-1-Co3O4//NPCP LICs可實現296Wh/kg的高能量密度和11750W/kg的高輸出。此外，LIC設備還顯示出極好的循環壽命（在1A/g下循環10000次后的容量保持率為80%）。
圖1.（a）電紡納米纖維膜的形態；（b-c）NAC-1-Co3O4 NFs的形態；（d-e）NAC-1-Co3O4 NFs的TEM圖像；（f）NAC-1-Co3O4 NFs的HRTEM圖像，以及（g）NAC-1-Co3O4 NFs中Co、O、N和C的元素映射。
圖2.（a）NAC-1-Co3O4 NFs和Co3O4 NFs的XRD圖譜；（b-d）Co2p（b）、C1s（c）和N1s（d）的高分辨率XPS光譜；（e）NAC-1-Co3O4 NFs的N2吸附-解吸等溫線；（f）NAC-1-Co3O4 NFs的孔徑分布。
圖3.（a-c）NPCP正極的微觀結構；（d）NPCP的N2吸附-解吸等溫線；（e-f）NPCP中C1s（e）和N1s（f）的高分辨率XPS光譜。
圖4.（a）NAC-l-Co3O4 NFs在0.2mV/s掃描速率下的CV曲線（圖示為第二和第三循環的放大CV曲線）；（b）NAC-1-Co3O4 NFs在1A/g下的循環穩定性和相應的庫侖效率；（c）NAC-1-Co3O4和Co3O4 NFs在不同電流密度下的比容量變化；（d）NAC-1-Co3O4 NFs在800次循環前后的EIS光譜；（e-f）NAC-1-Co3O4 NFs在不同掃描速率下的CV曲線和相應的b值分析；（g）NAC-1-Co3O4 NFs在1.6mV/s下的電容貢獻；（h）NAC-1-Co3O4 NFs在不同掃描速率下的電容貢獻率。
圖5.（a）NPCP正極在不同掃描速率下的CV圖；（b）NPCP在不同電流密度下的GCD曲線；（c）NPCP正極的倍率性能；（d）NPCP正極在1.0A/g下的循環穩定性。
圖6.NAC-l-Co3O4//NPCP LIC的電化學表征：（a）LIC設備的示意圖，（b）在2至10mV/s范圍內的各種掃描速率下的CV曲線；（c,d）在0.1至5.0A/g范圍內的不同電流密度下的GCD曲線；（e）LIC在不同電流密度下的倍率性能；（f）最佳NAC-1-Co3O4//NPCP LIC與其他報道的LICs的Ragone圖比較；（g）最佳LIC（1:2）在1.0A/g時的循環穩定性。
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