图2.（a，b）取向CNT纤维，（c，d）N-CNT@CNT纤维，（e，f）PANI/N-CNT@CNT纤维不同倍数的SEM图片。该研究对比了纯取向CNT纤维、N-CNT@CNT纤维、PANI/N-CNT@CNT纤维的储能性能，如图3所示，PANI/N-CNT@CNT纤维相比CNT纤维、N-CNT@CNT纤维、PANI @CNT纤维的储能性能均有明显优势。在此基础上，该论文进一步研究了PANI含量对所得复合纤维电极性能的影响规律，PANI含量较低时，比容量较低，PANI含量过高时会因PANI团聚导致性能下降，当其PANI含量达到70%时，纤维性能最佳，在1 A g-1的电流密度下，比容量可达323.8 F g-1。由于氮掺杂可有效提高碳材料的导电性、可润湿性，而且，N-CNT的弹簧状结构可有效增加比表面积并有利于充放电过程中的离子迁移，故该复合纤维在50 A g-1的电流密度下，比容量仍可达到221.3 F g-1，具有良好的高倍率性能。
图3. 纤维电极的储能性能表征。CNT纤维、N-CNT@CNT纤维、PANI @CNT纤维、PANI/N-CNT@CNT纤维的（a）10 mV s-1扫速下的CV曲线图，（b）1 A g-1电流密度下的GCD曲线。不同PANI含量的PANI/N-CNT@CNT纤维的（c）10 mV s-1扫速下的CV曲线图，（d）1 A g-1电流密度下的GCD曲线，（e）1 A g-1电流密度下的比容量值，（f）比容量随电流密度、PANI含量的变化。将两根PANI/N-CNT@CNT复合纤维作为电极，分别涂敷PVA/H3PO4凝胶电解质并组装成纤维状柔性超级电容器。如图4所示，PANI/N-CNT@CNT复合纤维在1 A g-1的电流密度下，比容量可达264.8 F g-1，50 A g-1的电流密度下，比容量仍能达到192.5 F g-1，具有良好的高倍率性能。同时，由于N-CNT的氮掺杂结构可有效增强PANI活性材料的稳定性，故该超电容器在20A g-1的电流密度下经过10000次循环，比容量仍能保持92.1%，表现出良好的循环稳定性。
图4. （a）不同扫速下的CV曲线图，（b）不同电流密度下的GCD曲线，（c）奈奎斯特图，（d）电容与库伦效率与电流密度之间的关系，（e）本工作Ragone图与相关文献的比较，（f）在20A g-1下循环稳定性与库伦效率的研究，插图为20A g-1的不同GCD曲线。以上成果发表在Journal of Materials Chemistry A（DOI：10.1039/d1ta03663g）。
