Nb2O5纳米棒微孔多通道碳纳米纤维膜阳极用于高功能Na+离子电容器

ACS Appl. Mater. Interfaces：电纺Nb2O5纳米棒/微孔多通道碳纳米纤维膜阳极用于高性能Na+离子电容器

DOI:10.1016/j.jcis.2020.03.122

因为Nb2O5电极质料作为钠离子电容器（SICs）的反响动力学较慢且导电性较差，采纳静电纺丝PAN/PMMA/H2Nb2O6·H2O均相粘性悬浮液并对其举行退火处置惩罚制备了具有精良柔性和较高电化学性能的Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜电极，此中通过研磨H2Nb2O6·H2O纳米线得到先驱体H2Nb2O6·H2O纳米棒，并将Nb2O5纳米棒匀称地嵌入氮掺杂的微孔多通道碳纳米纤维中。得益于多通道网络布局，Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜电极可提供快速的Na+存储动力学和杰出的Na离子存储性能，并提供了杰出的速率本领（在4 A g-1下为101 mAh g-1）和超长的寿命（在2 A g-1的条件下举行10,000次轮回后，容量连结率为91%）。组装了基于Nb2O5 [email protected]纤维薄膜阳极和AC阴极的Nb2O5 NRs/NMMCNF//AC SIC。组装后设置装备摆设的能量密度高达91 Wh kg-1，其最大功率密度为7499 W kg-1。这项事情为插层式金属氧化物电极在SICs中的应用提供了一种新的布局设计谋略。

图1.Nb2O5 NRs/NMMCNF纤维薄膜电极的制备表示图。

图2.Nb2O5 NRs和Nb2O5 NRs/NMMCNF的XRD图（a）、拉曼光谱（b）以及Nb2O5 NRs/NMMCNF的高辨别率Nb 3d（c）和N 1s（d）XPS光谱。

图3.FE-SEM图像（a）、横截面FE-SEM图像和柔性（插图）（b）、TEM（c）、HRTEM（d）和明场STEM图像（e）的数码照片，以及Nb2O5 NRs/NMMCNF纤维膜的C、N、Nb和O的相应EDS元素映射（f）。

图4.在0.02 A g-1下，第二个轮回的恒电流充放电曲线（a），差别电流密度下的倍率本领（b），0.05 A g-1下的轮回性能（c），Nb2O5 NRs和Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜电极的奈奎斯特曲线（d），以及在2 A g-1下的长轮回性能和Nb2O5 NRs/NMMCNF薄膜电极的相应库仑服从（e）。

图5.在0.1到10 mV s-1的差别扫描速率下的CV曲线（（a），（d）），峰值电流与差别扫描速率（（b），（e））的线性相干，以及Nb2O5 NRs（上方）和Nb2O5 NRs/NMMCNF（中心）电极在10 mV s-1（（c），（f））扫描速率下对电流密度的电容和扩散奉献，差别扫描速率下Nb2O5 NRs（g）和Nb2O5 NRs/NMMCNF（h）的电容（绿色）和扩散操纵（玄色）容量的奉献率。

图6.在2到100 mV s-1的差别扫描速率下，Nb2O5 NRs/NMMCNF//AC SIC的CV曲线（a），在1.0和4.0 V的差别电流密度下的恒电流充放电曲线（b），Ragone图和与其他混淆超等电容器的比力（c），Nb2O5 NRs/NMMCNF//AC SIC在1 A g-1下的10,000个轮回时期的长轮回性能和相应的库仑服从（d）。

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文章泉源：易丝帮