DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.168448

由于钠离子的大半径和诱导的缓慢的钠化动力学，在微型钠离子存储装置中实现高能量和功率密度是势在必行且具有挑战性的。在此，研究者使用独特的Cu-Ni固溶体织物作为催化剂和薄基材，开发了一种含石墨圆顶的垂直排列的碳纳米纤维阵列（G-CNFAs/Textile）。作为最大厚度为4.0μm的柔性电极，G-CNFAs/Textile结合了较薄的交织/互连碳纳米纤维束、高孔隙率和丰富的缺陷等优点，从而获得了增强的钠离子储存动力学。柔性微米级G-CNFAs/Textile不仅在500次循环后于1000mA/g下显示出332.6mAh/g的良好可逆容量，而且在钠离子半电池中表现出约1387.6mAh/cm3的出色体积容量。同时，作为SICs的亚微米级自支撑对称电极，G-CNFAs//G-CNFAs电容器在0.1A/g下显示出66.5F/g的重量电容、优异的能量功率密度（80.9Wh/kg和7771.8W/kg）以及出色的循环稳定性。总之，本研究构建的柔性亚微米级电极结构有望为薄、轻、小型化的钠离子存储设备提供设计灵感。

图1.G-CNFAs/Textile电极制备工艺示意图。

图2.不同生长温度下Cu-Ni管织物上G-CNFAs的成核和生长过程的SEM图像。（a-b）555℃，（c）570℃，（d）585℃，（e）600℃，以及（f）600℃下生长的G-CNFAs/Textile的TEM图像。

图3.（a）G-CNFAs/Textile和CNFs/Textile电极的高分辨率O1s光谱，（b）拉曼光谱，（c）N2物理吸附等温线，以及（d）孔结构。

图4.（a）G-CNFAs/Textile电极在0.1mV/s下的CV曲线，（b）100mA/g下的恒电流充放电曲线，（c）循环性能，（d）倍率性能，（e）EIS光谱，（f）取自奈奎斯特图低频区域的Zre-w^-1/2曲线的线性拟合，（g）G-CNFAs/Textile电极在1000mA/g下的长期循环，（h）成束碳纳米纤维阵列内有效钠离子传输的示意图。

图5.（a）G-CNFAs//G-CNFAs电容器装置的电荷存储机制示意图，（b）不同电流密度下的CV曲线和（c）充放电曲线，（d）SICs的重量电容，插图显示SICs器件点亮五个并联红色LED，（e）SICs在5.0A/g下的循环稳定性。

图6.（a）串联/并联SICs在20mV/s下的CV曲线，（b）串联/并联SICs在2.0A/g下的充放电曲线，（c）SICs与先前报道的碳基储能装置的Ragone图比较。