DOI: 10.1002/ente.202100049

多孔碳是钠离子电池的理想负极材料，但制备具有优良柔性和高钠离子存储性能的多孔碳纳米纤维膜以满足可穿戴式储能器件的需求仍然是一项挑战。在本研究中，通过静电纺丝聚丙烯腈（PAN）和具有均匀纳米尺寸（约70nm）的超细沸石咪唑酯骨架（ZIF-8）纳米颗粒的混合物，随后在1200℃下进行碳化处理开发了一种连续且具有柔性的多孔碳纳米纤维膜。ZIF-8的固有多孔晶体结构及其在高温下的分解/挥发作用有助于生成沿纳米纤维均匀分散的分层微介孔，从而使所得电极具有良好的柔性和出色的Na离子存储性能。通过将ZIF-8含量控制在45％，柔性负极在0.1A/g时可实现418mA h/g的优异Na存储容量，以及278mA h/g的显著平台容量。超高的平台容量可归因于沿纳米纤维分布的大量独立封闭微介孔，这意味着存在一种吸附-填充钠离子存储机制。该电极还表现出良好的长期循环性能，在0.5A/g下循环200次后的容量为205mA h/g，对应于79.8％的容量保持率。上述发现为柔性钠离子电池先进多孔碳负极材料的设计和制备带来了一些新的启发。

图1.（a）合成的ZIF-8纳米粒子的SEM图像。（b）模拟ZIF-8、合成的ZIF-8纳米颗粒和PAN/ZIF-8纤维膜的X射线衍射（XRD）图。（c）碳化纯PAN纳米纤维（CN，左）和多孔碳纳米纤维（PCN，右）在不同变形状态下的数码照片。（d）PCNs的XPS光谱。（e）CN和PCN的X射线衍射（XRD）图。（f）CN和PCN的拉曼光谱。

图2.（a）PCN-15，（b）PCN-30，（c）PCN-45和（d）PCN-60的SEM图像。（e）PCN-15，（f）PCN-30，（g）PCN-45和（h）PCN-60的TEM图像。（i）PCN-15，（j）PCN-30，（k）PCN-45和（l）PCN-60的高分辨率TEM图像。

图3.PCN-15（a），PCN-30（b），PCN-45（c）和PCN-60（d）的氮气吸附/解吸等温线和孔径分布。PCNs的弯曲试验（e）。ZIF-8含量不同的PCNs的负载-位移（f）。

图4.（a）CN、PCN-15、PCN-30、PCN-45、PCN-60和CZIF-8在0.1A/g的电流密度下的容量性能。（b）不同样品在0.1V以上和以下的容量汇总。（c）含四种不同ZIF-8的PCNs的长期循环性能，其电流密度为0.1A/g。（d）PCN-45电极前三个循环的CV曲线。（e）PCN-45在0.5A/g的高电流密度下的循环性能。