DOI: 10.1016/j.jmat.2020.12.007

合理构建具有适当结构和组成的过渡金属氧化物电极材料是提高其电化学性能的有效策略。在此，以电纺纳米纤维为前驱体，采用多步骤自模板法制备了一种新型MCo2O4分层纳米纤维（H-MCo2O4NFs，M=Ni，Co和Mn）。得益于独特的结构，如表面有大量垂直互连的纳米片和一维交织纳米纤维网络，所制备的H-NiCo2O4NFs电极显示出1750 F g-1的高比电容（在电流密度为0.5 A g-1时），良好的倍率性能（在20 A g-1下的电容保持率为70％）和出色的循环稳定性（6000次循环后电容保持率为92％）。此外，由H-NiCo2O4NFs和活性炭（AC）组装而成的固态混合超级电容器在800 W kg-1的功率密度下可提供38.4 Wh kg-1的高能量密度，且具有出色的循环稳定性。因此，H-NiCo2O4NFs是一种很有前途的超级电容器电极的候选材料，本研究所提出的自模板法为一维分层金属氧化物的制备提供了一条新的途径。

图1.H-MCo2O4NFs（M=Ni，Co，Mn...）的合成过程示意图。

图2.（a）-（d）H-NiCo2O4NFs的SEM图像。

图3.（a）-（d）H-NiCo2O4NFs的TEM图像，（e）HRTEM图像，（f）SAED图谱和（g）TEM-HAADF图像以及相应的EDX映射图像。

图4.（a）H-NiCo2O4NFs的XRD图谱以及（b）Ni 2p，（c）Co 2p和（d）O 1s高分辨率XPS光谱。

图5.（a）-（d）H-MnCo2O4NFs和（e）-（h）H-Co3O4NFs的形态和结构表征：（a），（b），（e），（f）SEM图像；（c），（g）EDX映射图像；（d），（h）XRD图谱。

图6.（a）不同NiCo2O4样品在50 mV s-1下的CV曲线和（b）1 A g-1下的GCD曲线；（c）H-NiCo2O4NFs在不同扫描速率下的CV曲线，以及（d）在不同电流密度下的GCD曲线；（e）不同NiCo2O4样品的倍率性能和（f）循环性能。

图7.（a）log（峰值电流）和log（扫描速率）的拟合图；（b）不同扫描速率下电容和扩散控制过程的贡献率。

图8.（a）在三电极系统中，H-NiCo2O4NFs和AC电极在20 mV s-1下的CV曲线；（b）H-NiCo2O4NFs//AC混合超级电容器在0〜1.6V的电位窗口中以不同扫描速率获取的CV曲线和（c）在不同电流密度下的GCD曲线；（d）不同电流密度下的比电容；（e）不同NiCo2O4基混合超级电容器的Ragone图；（f）H-NiCo2O4NFs//AC混合超级电容器的循环性能（插图f是由两个串联混合超级电容器供电的红色LED的数字图像）。