DOI: 10.1016/j.cej.2022.138363

内外含双金属金属有机框架（MOF）衍生磷化物的中空碳纳米纤维（HCNFs）由于其改善的导电性和高比电容而显示出显著的储能潜力。本研究采用一种新的方法在HCNFs的外表面和内表面上合成了（Ni-Fe）-P-C。合成材料显著的电化学性能可归因于大量Ni和Fe基氧化还原活性物质与多孔碳的共存，以及MOF衍生碳在HCNFs上形成的开放通道，有助于快速电解质离子/电子扩散。因此，（Ni-Fe）-P-C@HCNFs电极在1A/g下具有1392F/g的高比电容和良好的循环稳定性，在25A/g下的电容保持率约为89%。此外，经过10000次循环后，非对称（Ni-Fe）-P-C@HCNFs//Fe-P-C@HCNFs ASC（超级电容器）的最佳能量密度为62.7Wh/kg，功率密度为8238.2W/kg，在25A/g高电流密度下的循环稳定性为92.4%。

图1：（a,b）HCNFs和（c-e）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs在不同放大倍率下的FE-SEM图像，以及（f）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs的元素映射。

图2：（a）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs的XRD图谱，（b,c）不同放大倍率的TEM图像，以及（d）HR-TEM图像：d1和d2为选定区域的IFFT。

图3：（a）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs的低分辨率XPS。（Ni-Fe）-P-C@HCNFs中（b）P2p、（c）C1s、（d）Fe2p和（e）Ni2p的高分辨率XPS。

图4：（a,b）（Ni-Fe）-MOF@HCNFs和（c,d）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs的N2吸附-解吸等温线和孔径分布（PSD）曲线，（e）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs和仅HCNFs的拉曼光谱分析。

图5：（a）不同扫描速率下的CV，（b）不同电流密度下的GCD，（c）比电容和库仑效率与电流密度的关系。（d）10mV/s扫描速率下的扩散控制贡献（蓝色区域），（e）20A/g下的循环性能，（f）在25A/g下进行10000次循环稳定性试验中的初始和最后10次循环，（g）对（Ni-Fe）-P-C@HCNFs进行稳定性测试前后的EIS。（h,i）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs和Ni-P-C@HCNFs的CV和GCD比较。

图6：（a）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs和Fe-P-C@HCNFs电极在3M KOH中于20mV/s下的CV，（b）不同扫描速率下的CV，（c）不同电流密度下的GCD，（d）比电容和库仑效率与电流密度的关系，（e）20A/g下的循环性能，以及（f）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs//Fe-P-C@HCNFs ASC器件经10000次循环稳定性测试前后的EIS。

图7：（a）（Ni-Fe）-P-C@HCNFs//Fe-P-C@HCNFs ASC器件与其他相关研究的Ragone图比较，（b）两个串联的分裂电池点亮了红色LED灯（b1、b2和b3：充电后LED在不同时间间隔下发光）。