柔性非对称超级电容器：原位装甲锰镍基阵列状纳米片的细长碳纤维研究

本文创新性地通过原位水热反应在电纺碳纤维(CFs)表面构建MnO2/Ni(OH)2阵列纳米片（MnNi@CFs），形成具有521.36 m2 g?1比表面积的层级多孔结构。该复合材料通过碳纤维导电网络与双金属氧化物的协同效应，实现997.5 F g?1的高比电容，组装的柔性非对称超级电容器(FASCs)能量密度达58.7 Wh kg?1，为柔性储能器件开发提供新思路。

　　

Highlight

MnNi@CFs复合材料的表征

图1a-d展示了MnNi@CFs-2样品的合成流程及聚合物纳米纤维、碳纤维和复合材料的实物照片。初始的PAN-PVP聚合物纤维呈白色片状，经800°C碳化后变为黑色。如图1d所示，MnNi@CFs-2材料仍保持黑色外观和良好柔性，这归功于编织状碳纤维基底（图1e）。SEM显示碳纤维具有细长光滑的纤维结构，直径约200-300纳米，而MnNi@CFs-2表面则均匀覆盖着垂直排列的纳米片阵列（图1f），这些纳米片相互交错形成三维多孔网络。

结论

总之，我们通过简单的碳纤维结构构建和MnNi基纳米片引入策略，成功制备了用于柔性超级电容器的多孔MnNi@CFs-2复合电极。垂直排列的MnO₂/Ni(OH)₂纳米片显著提升了碳纤维表面活性位点，实现521.36 m² g^?1的高比表面积。更重要的是，所得复合材料通过碳纤维导电网络与双金属氧化物的协同作用，在1 A g^?1电流密度下展现910 F g^?1的优异比电容，组装的柔性非对称超级电容器能量密度达58.7 Wh kg^?1，为下一代柔性储能器件开发提供了有效解决方案。