DOI: 10.1016/j.electacta.2021.139377

钠离子电容器（SICs）由于其结合了高功率双电层电容器（EDLCs）和高能钠离子电池（SIBs）而受到广泛关注。然而，高性能SIHCs的开发一直受到缺乏与活性炭（AC）正极耦合的优质Na+存储负极材料的困扰。在这项工作中，研究者采用简单且可扩展的静电纺丝技术制备了一种富硫自支撑TiO2/C纳米纤维膜。在这种S-TiO2/C结构中，硫原子（13%）与TiO2纳米点（5-10nm）共价连接，TiO2纳米点均匀嵌入高导电性N掺杂碳纳米纤维中。化学键合的硫不仅可以提供额外的法拉第赝电容，而且还表现出强大的结构稳定性。在储钠性能方面，构建的S-TiO2/C电极具有高可逆容量（在0.1A/g时为410mAh/g）、高倍率性能（在15A/g时为173mAh/g），以及超长的循环寿命（10000次循环后容量无衰减）。当与AC正极耦合时，SIC全电池能够提供较高的能量和功率密度以及长循环寿命。

图1.硫共价连接TiO2/C纳米纤维的制备示意图。

图2.（a-c）S-TiO2/C和（d-f）TiO2/C的SEM图像。S-TiO2/C的TEM图像（g-i）。

图3.（a）S-TiO2/C和TiO2/C的XRD图谱，（b）S-TiO2/C和TiO2/C的拉曼光谱，（c-e）S-TiO2/C和TiO2/C的XPS光谱：（c）O1s峰，（d）S2p峰，（e）Ti2p峰，（f）S-TiO2/C和TiO2/C的TGA曲线。

图4.Na半电池中TiO2/C和S-TiO2/C的电化学测量。a，b）扫描速率为0.1mV/s时的CV曲线。c，d）0.1A/g时0.01-3V之间的GCD曲线。

图5.半电池中的钠储存特性。（a，c）S-TiO2/C和TiO2/C电极在0.2A/g下的循环性能。（b，d）S-TiO2/C和TiO2/C电极在0.2A/g时的GCD曲线。（e）S-TiO2/C和TiO2/C电极在5A/g下的长期循环性能。

图6.钠储存特性。（a）半电池中S-TiO2/C和TiO2/C电极的倍率性能。（b，c）S-TiO2/C和TiO2/C在20mV/s时的CV曲线和电容贡献（绿色）。（d）S-TiO2/C//AC SIC及其双离子存储机制（充电期间）示意图。（e）S-TiO2/C//AC SIC在不同扫描速率下的CV曲线。（f）S-TiO2/C//AC SIC在2A/g下的循环性能。