DOI: 10.1007/s10853-022-07371-w

柔性木质素基碳材料的构建通常受到碳化过程中形成的大量刚性苯环的阻碍。为了提高柔性，通过调控预氧化冷却过程来调节木质素/聚丙烯腈（PAN）基静电纺丝纳米纤维的化学结构。预氧化后保留了更多带有单键的未交联木质素分支，这有利于柔性木质素/PAN基碳纳米纤维（CNFs）的形成。当用于组装半电池时，与钠金属相比，柔性木质素/PAN基CNFs显示出硬碳的特性，具有高可逆容量（0.2A/g时为207mAh/g）和出色的循环寿命（在1.0A/g下循环10,000次后的容量保持率为125%）。活化的木质素/PAN基CNFs显示出1390m2/g的大比表面积和良好的倍率性能（2.0A/g时为43mAh/g），可分别直接用作钠离子电容器（SICs）的负极和正极。组装的SIC显示出优异的循环性能（在1.0A/g下循环6,000次后的容量保持率为100%）以及良好的能量密度和功率密度（172W/kg下为68Wh/kg，2000W/kg下为40Wh/kg）。并且，柔性SIC可以在各种弯曲条件下提供能量，在180°弯曲状态下循环1500次后可保持80%的比容量。综上，这项工作为制备柔性木质素基碳材料提供了新的思路，为木质素的可持续应用拓宽了道路。

图1.木质素/PAN基CNFs的制备过程示意图。

图2.a）L0P10、b）L2P8、c）L4P6、d）L6P4、e）L8P2和f）L10P0电纺纳米纤维的扫描电子显微镜（SEM）图像。

图3.a）X射线光电子能谱（XPS）；b）Q-L4P6和N-L4P6，以及c）700-CQ-L4P6和700-CN-L4P6的傅里叶变换红外（FT-IR）光谱；d）700-CQ-L4P6和e）700-CN-L4P6的透射电子显微镜（TEM）图像（每个图像中的插图为选定区域电子衍射图）。

图4.700-CQ-LXPY的a）X射线衍射（XRD）图和b）拉曼图；c）900-CCQ-LXPY的N2吸附-解吸曲线和d）孔径分布。

图5.a）700-CQ-L4P6电极在0.1mV/s下进行前三个循环的循环伏安（CV）曲线；b）前五个循环的恒电流充放电（GCD）曲线；c）700-CQ-LXPY电极的倍率性能；d）循环性能；e）GCD曲线；f）电化学阻抗谱（EIS）。

图6.900-CCQ-LXPY电极的a）倍率性能；b）循环性能；c）GCD曲线；d）CV曲线。

图7.a）700-CQ-L4P6//900-CCQ-L4P6钠离子电容器的Ragone图，其中正极/负极质量比为2:1至4.5:1；b）CV曲线；c）GCD曲线；d）循环性能。

图8.柔性700-CQ-L4P6//900-CCQ-L4P6 SIC的电化学性能：a）不同弯曲角度下的循环性能；b）180°弯曲状态下的循环性能；c）柔性SIC用作点亮红色LED的电源。