闞 侃，王 玨，付 東，鄭明明，張曉臣

(黑龍江省科學院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020)

碳電極材料主要基于雙電層電容的儲能機制，是商業(yè)化超級電容器的主要電極材料。碳納米纖維(CNFs)是一種具有高長徑比的1D碳材料[1]。CNFs相互交織形成導電網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于電荷的儲存和電子的定向傳輸，表現(xiàn)出良好的電容特性，可以作為超級電容器的電極材料[2-3]。與同樣為1D碳材料的碳納米管(CNTs)相比，CNFs的制備成本低，而且具有成分和結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性，電容特性有很大的提升空間[4]。研究表明，影響CNF電極材料性能的因素很多，如：形貌結(jié)構(gòu)、元素組成、結(jié)晶度、導電性等，這些影響因素往往相互關(guān)聯(lián)，互相制約[5]。優(yōu)化CNFs電容特性的方法主要有以下兩點：(1) 通過材料結(jié)構(gòu)設計，調(diào)控CNF的比表面積和孔結(jié)構(gòu)，促進電解液離子的擴散和吸附，提高材料的雙電層電容[6]；(2) 引入雜原子摻雜改性產(chǎn)生贗電容，提高材料的比電容[7]；(3) 改善CNFs的石墨化程度和導電性，提高材料的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性[8]。Li等[9]制備了具有分級多孔結(jié)構(gòu)的CNFs (HPCNFs)。HPCNFs的SBET為406.0 m2·g-1，氮原子分數(shù)為8.48%，比電容為327 F·g-1(0.5 A·g-1)。HPCNFs超級電容器在功率密度為20.9 kW·kg-1時，能量密度可以達到4.5 Wh·kg-1，并具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。Jiang等[10]采用g-C3N4對CNFs進行復合改性得到核殼結(jié)構(gòu)的CNFs。800 ℃時制得NC-800的氮原子分數(shù)為9%，比表面積為309 m2·g-1。NC-800電極材料的比電容為265 F·g-1(1 A·g-1)，且具有良好的倍率特性和循環(huán)穩(wěn)定性。Pham等[11]采用十六烷基三甲基溴化銨接枝，使單壁碳納米管(SWCNTs)與石墨烯(graphene)片層之間通過庫侖作用自組裝，合成了SWCNTs橋聯(lián)graphene的3D空間結(jié)構(gòu)模塊。經(jīng)過KOH活化處理后得到ac-graphene/SWCNTs。ac-graphene/SWCNTs超級電容器最大能量密度為110.6 Wh·kg-1(400 kW·kg-1)。10000次充放電循環(huán)后比電容保持率高達98.2% (10 A·g-1)。通過復合改性，可以實現(xiàn)材料間的優(yōu)勢互補，有效提高材料的電容特性[12]。

本工作采用原位模板組裝的方法，設計構(gòu)建了氮摻雜碳纖維包覆石墨烯納米片(NFGNs)層間復合材料。將相互連通的氮摻雜碳納米纖維均勻地包覆在石墨烯納米片層表面。通過改變炭化溫度，對復合材料的空間結(jié)構(gòu)、元素組成和石墨化程度進行了調(diào)控，使NFGNs復合材料具有較高的比表面積、氮摻雜量和導電性，可以成為超級電容器的電極材料。

1 實驗材料與方法

1.1 試劑儀器

天然鱗片石墨，100目，99.9%，青島天元公司。吡咯(Pyrrole)，分析純，國藥集團化學試劑有限公司。過硫酸銨(APS)，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，無水乙醇，分析純，科密歐化學試劑公司。鹽酸(HCl)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)，分析純，西隴化工股份有限公司。聚偏氟乙烯(PVDF)，美國蘇威公司。

材料的形貌與結(jié)構(gòu)表征分別采用：S-4800型掃描電子顯微鏡(SEM)，F(xiàn)TIR-7600傅里葉紅外光譜分析儀(FTIR),HR-800型激光共聚焦顯微拉曼光譜儀(Raman，激發(fā)波長：458 nm)，D/max-BⅢ型X射線多晶衍射儀(XRD)和AXIS ULTRA DLD型X射線光電子能譜(XPS)，TriStarⅡ3020型N2吸附-脫附等溫線測定儀器(BET)。電化學性能測試采用：CHI660E型電化學工作站。

1.2 材料合成

1.2.1 電化學法制備石墨烯納米片

稱取90 g石墨與180 g硫酸(質(zhì)量分數(shù)為93%)混合成膏狀。在電化學插層反應電解槽中放入陰極板，鋪上隔膜。將混料平鋪在隔膜上。混料上插入陽極板共同組成陽極。在電流密度為30 mA·cm-2條件下，恒電流反應1.5 h，得到石墨層間化合物(graphite intercalation compounds,GIC)。在電化學剝離反應電解槽內(nèi)放入陽極板，將GIC放在陽極上壓實后鋪隔膜，上方插入陰極板，加入硫酸電解液(質(zhì)量分數(shù)為40%)。控制電位在6 V，恒電位剝離反應60 min。隨著剝離反應的進行，石墨烯納米片(EGNs)逐漸漂浮在電解液上方。將EGNs反復水洗抽濾至濾液呈中性，80 ℃烘干24 h[13]。

1.2.2 氮摻雜碳纖維包覆石墨烯納米片

在低溫水浴下(0～5 ℃)，將7.3 g CTAB加入100 mL的1 mol·L-1HCl水溶液中，加入0.8 g EGNs，超聲分散0.5 h。加入6.85 g APS，攪拌1 h。將8.3 mL吡咯緩慢滴加到上述乳濁液中。攪拌反應24 h后，依次用無水乙醇和蒸餾水洗至濾液無色且呈中性后80 ℃烘干12 h，得到黑色粉末狀聚吡咯/EGNs(PPy/EGNs)復合前驅(qū)體。將1.0 g PPy/EGNs復合前驅(qū)體放入氣氛管式爐中，在氮氣保護下(80 mL·min-1)，以5 ℃·min-1的升溫速率，分別升溫至750，800 ℃和850 ℃，恒溫炭化反應2 h，得到氮摻雜碳纖維包覆石墨烯納米片(NFGNs)復合材料。不同炭化溫度得到的樣品分別命名為：NFGNs-750，NFGNs-800和NFGNs-850。為了對比研究材料結(jié)構(gòu)和雜原子摻雜對電容性能的影響，將未加入EGNs的PPy前驅(qū)體和EGNs純樣品經(jīng)過800 ℃炭化處理，分別得到NCNF-800和EGNs-800對比樣品。

1.3 性能測試

1.3.1 電容特性測試

電極活性物質(zhì)與PVDF按照質(zhì)量配比為9∶1混合，以NMP為溶劑混合均勻后涂覆在泡沫鎳集流體上(1 cm×1 cm)。60 ℃條件下烘干12 h后將涂有活性物質(zhì)的泡沫鎳在20 MPa的壓力下壓成片狀工作電極。參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，輔助電極為鉑片電極，電解液為6 mol/L KOH。對不同活性物質(zhì)制備的工作電極分別進行電化學性能的測試。通過恒電流充放電(GCD)測試曲線可以計算得到電極活性物質(zhì)的比電容(Cm)，計算公式如下：

(1)

式中：Cm為比電容，F(xiàn)·g-1；I為放電電流，A；Δt為放電時間，s；m為電極活性物質(zhì)的質(zhì)量，g；ΔV為電壓視窗，V。

1.3.2 超級電容器性能測試

電極活性物質(zhì)與PVDF按照質(zhì)量配比為 9∶1混合，以NMP為溶劑，混合均勻后刮涂在鋁箔上，60 ℃條件下真空烘干12 h后得到工作電極。以所制備的電極為正負電極，1 mol·L-1四乙基四氟硼酸銨-碳酸丙烯酯溶液(Et4NBF4-PC)為電解液，聚丙烯為隔膜，組裝成2025扣式兩電極對稱超級電容器。超級電容器的比電容Ccell計算公式如下：

(2)

式中：m為正負電極活性物質(zhì)的總質(zhì)量，g，本文中m約為5 mg。

超級電容器的能量密度(E)和功率密度(P)按照正負極上活性物質(zhì)的總質(zhì)量計算。計算公式如下：

(3)

(4)

庫侖效率根據(jù)如下公式計算：

(5)

式中：η為庫侖效率；tc和td分別為電極在恒電流充放電過程中的充電時間和放電時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 形貌與結(jié)構(gòu)分析

圖1(a)為EGNs的SEM圖片。采用電化學氧化法制備的EGNs呈現(xiàn)出由石墨烯納米片層構(gòu)架起來的風琴狀3D空間結(jié)構(gòu)。EGNs的石墨烯納米片層有很好的透光度，說明片層很薄。EGNs這種3D空間結(jié)構(gòu)有利于反應物進入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，為NFGNs層間復合材料的合成提供了充足的空間。圖1(b)為PPy/EGNs復合前驅(qū)體的SEM圖。PPy沿EGNs骨架聚合生長，均勻地包覆在EGNs的石墨烯納米片層表面。如圖1(c)所示，PPy/EGNs前驅(qū)體的片層厚度約為200 nm，PPy包覆層的厚度約為100 nm。

圖1 EGNs(a)和PPy/EGNs前驅(qū)體(b),(c)樣品的SEM圖Fig.1 SEM images of EGNs(a) and PPy/EGNs precursor (b),(c) samples

圖2為不同炭化溫度處理得到NFGNs-750，NFGNs-800和NFGNs-850樣品的SEM圖片。PPy/EGNs復合前驅(qū)體經(jīng)過高溫炭化處理去除模板劑CTAB后，得到的NCNF均勻地包覆生長在EGNs的石墨烯納米片層表面。NCNF呈相互連通的3D空間結(jié)構(gòu)。隨著炭化溫度的升高，包覆層厚度變薄，而且交聯(lián)狀CNF的直徑變細。

圖2 NFGNs-750(a)，NFGNs-800(b)和NFGNs-850(c)樣品的SEM圖Fig.2 SEM images of NFGNs-750(a),NFGNs-800(b) and NFGNs-850(c) samples

采用XRD對樣品的石墨化程度進行了表征，測試結(jié)果見圖3(a)。NCNF-800的XRD圖在2θ=24.8°處出現(xiàn)了石墨的(002)晶面衍射峰。該峰強度很弱且分布較寬，說明NCNF的石墨化程度較低[14]。EGNs-800的XRD譜圖中(002)晶面衍射峰很強且分布較窄，表明石墨烯納米片層排列規(guī)整。NFGNs復合材料的XRD譜圖只在2θ=26.6°處出現(xiàn)了(002)晶面衍射峰，且分布較窄。對比NFGNs-850，NFGNs-800和NFGNs-750的XRD譜圖，隨著炭化處理溫度升高，樣品的(002)晶面衍射峰逐漸變強，說明結(jié)晶度明顯增加[15]。較高的石墨化程度可以使材料具有良好的導電性，作為電極材料在充放電過程中可以加速電子的傳輸[16]。

圖3 樣品的XRD譜圖(a),Raman譜圖(b)和FTIR譜圖(c)Fig.3 XRD patterns (a), Raman spectra (b) and FTIR spectra (c) of samples

圖3(b)為樣品的Raman譜圖。NFGNs復合材料的Raman譜圖中均出現(xiàn)了1368 cm-1處的D特征峰和1580 cm-1處的G特征峰。這與EGNs-800的Raman特征峰一致，表明NFGNs復合材料中的EGNs保持了自身的結(jié)晶度。D特征峰是由于非石墨化晶體的不規(guī)則散射產(chǎn)生的。G特征峰是由于2D六方晶體中sp2碳原子的振動產(chǎn)生的。兩個吸收峰的相對強度比(IG/ID)可以反映出材料的結(jié)晶程度。NCNF-800樣品的IG/ID=1.20，表明CNF-800為無定形碳為主的低石墨化碳材料。EGNs-800的IG/ID=12.92，說明EG-800保持了完美的石墨結(jié)構(gòu)。與EGNs-800相比，NFGNs復合材料的IG/ID值明顯降低，這表明NCNF的包覆使復合材料結(jié)構(gòu)缺陷和無序度升高[10]。NFGNs復合材料的IG/ID值隨著炭化處理溫度的升高而提高。這與XRD分析結(jié)果一致，進一步說明炭化溫度是影響NFGNs復合材料結(jié)構(gòu)的主要因素[17]。

圖4 NFGNs-800的XPS譜圖 (a)全譜譜圖；(b)N1s譜圖；(c)C1s譜圖；(d)O1s譜圖Fig.4 XPS spectra of NFGNs-800 (a)broad spectra;(b)N1s spectra;(c)C1s spectra;(d)O1s spectra

表1 NFGNs-750, NFGNs-800和NFGNs-850樣品的元素含量Table 1 Element compositions of NFGNs-750,NFGNs-800 and NFGNs-850

比表面積(SBET)是影響電極材料儲電性能的主要因素。圖5為NFGNs-750, NFGNs-800, NFGNs-850, NCNF-800和EGNs-800的N2吸附-脫附等溫曲線圖。樣品的N2吸附-脫附等溫線呈現(xiàn)具有滯后環(huán)的Ⅳ型曲線。NFGNs-750，NFGNs-800和NFGNs-850復合材料的SBET分別為428.34，477.65 m2/g和454.75 m2/g。隨著熱處理溫度升高，模板劑CTAB>逐漸分解去除產(chǎn)生孔隙結(jié)構(gòu)，使NFGNs的SBET增加。然而，當溫度升到850 ℃時，NFGNs-850樣品的SBET降低，這是由于過高溫度處理，導致了結(jié)構(gòu)收縮和孔道坍塌。與NCNF-800 (77.87 m2·g-1) 和EGNs-800 (26.37 m2·g-1) 相比，NFGNs復合材料的SBET顯著提高。結(jié)合SEM的形貌分析結(jié)果可知，這是由于NFGNs復合材料中交聯(lián)狀NCNF和EGNs有效結(jié)合的結(jié)果。這種由EGNs支撐的層間復合材料作為電極材料，可以為電解液離子提供較大的接觸面積，加速了電解液離子的傳遞，使其具有較好的電容特性。

圖5 NFGNs-750, NFGNs-800, NFGNs-850, NCNF-800和EGNs-800的N2吸附-脫附曲線Fig.5 N2 adsorption-desorption isotherms of NFGNs-750, NFGNs-800, NFGNs-850, NCNF-800 and EGNs-800

2.2 電容特性測試

采用三電極體系，以6 mol·L-1KOH為電解液，對比研究NFGNs復合材料的電容特性。圖6(a)為NFGNs復合材料、NCNF-800和EGNs-800電極在10 mV·s-1掃描速度下的CV曲線。EGNs-800電極的CV曲線呈現(xiàn)準矩形特征，為雙電層電容特性。NFGNs電極和NCNF-800電極的CV曲線同樣呈現(xiàn)出類矩形的形狀，主要為碳材料的雙電層電容特性。NFGNs電極的CV曲線在電位為-0.8 V左右明顯變寬，出現(xiàn)了氧化還原反應峰，來自碳基體中摻雜氮原子氧化還原反應產(chǎn)生的贗電容。研究表明，在充放電過程中吡咯氮(N-5)和吡啶氮(N-6)可以發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生贗電容；四元氮(N-Q)由于帶有正電荷可以促進電子的傳遞；N-Q的存在可以提高電極材料的可潤濕性[20]。NFGNs復合材料電極的電容主要源于NCNF產(chǎn)生的雙電層電容，摻雜氮原子產(chǎn)生的贗電容可以有效地提高比電容。對比不同炭化溫度得到的NFGNs復合材料電極，CV曲線覆蓋面積大小順序為：NFGNs-800>NFGNs-850>NFGNs-750，說明NFGNs-800電極具有較高的比電容。隨著炭化溫度的升高，NFGNs-850電極的比電容變小。這是由于NFGNs復合材料的氮含量隨著炭化溫度的升高而減少。

圖6 樣品的電極的電容特性(a)CV曲線;(b)電化學阻抗Nyquist圖；(c)GCD曲線；(d)比電容隨電流密度變化曲線Fig.6 Capacitive performance of samples(a)CV curves;(b)Nyquist plots;(c)GCD curves;(d)specific capacitances curves with various current densities

圖6(b)為NFGNs復合材料、NCNF-800和EGNs-800電極在開路電壓下測試的Nyquist圖。電極的Nyquist圖均由高頻區(qū)的半圓、中頻區(qū)的斜線和低頻區(qū)與實軸相交的直線組成。在高頻區(qū)，曲線與實軸的交點所得的數(shù)值表示電解液的電阻、電極材料的內(nèi)阻和電極材料與集流體間的接觸電阻之和，半圓半徑表示電荷與離子在電極材料中的轉(zhuǎn)移電阻。與其他電極相比，NFGNs-800電極在高頻區(qū)展現(xiàn)一個較小的半弧。這表明NFGNs-800電極具有最小的電解液擴散電阻。低頻區(qū)的直線是電極具有電容特性的表現(xiàn)，理想極化電極的低頻區(qū)應是一條垂直于實軸的直線。NFGNs-800電極在低頻區(qū)的直線與實軸的垂直度高于其他電極，這說明NFGNs-800電極具有優(yōu)異的雙電層電容特性。

圖6(c)為NFGNs復合材料、NCNF-800和EGNs-800電極的GCD測試曲線，電流密度為1.0 A·g-1。NFGNs電極的GCD曲線均為對稱三角形的形狀，沒有出現(xiàn)明顯的IR降。這表明NFGNs電極的比電容主要以碳材料產(chǎn)生的雙電層電容為主。在GCD曲線的低電位部分出現(xiàn)了輕微的扭曲，這與CV測試結(jié)果一致，是由于材料中摻雜的氮原子在充放電過程中與電解液離子發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生了贗電容。NFGNs-800電極的Cm(323.3 F·g-1)高于NFGNs-850(318.5 F·g-1)和NFGNs-750(301.7 F·g-1)電極。同時，NFGNs電極的Cm均高于NCNF-800(281.2 F·g-1)和EGNs-800(34.4 F·g-1)。該結(jié)果與SBET測試結(jié)果相一致，這說明電極材料的高SBET對應高比電容。這表明NCNF在EGNs上的包覆生長改善了材料的微觀結(jié)構(gòu)和組分，從而提高了材料的電容特性。其中，NFGNs-800樣品作為超級電容器電極材料在其獨特結(jié)構(gòu)和氮摻雜的協(xié)同作用下產(chǎn)生了較高的比電容。圖6(d)為不同電極的比電容隨電流密度變化曲線，電流密度為0.5～20.0 A·g-1。比電容隨著電流密度的增加而逐漸降低，這是由于在高電流密度充放電時，電解液無法迅速擴散至電極表面所導致的。隨著電流密度從0.5 A·g-1增加到20.0 A·g-1，NFGNs-800，NFGNs-850和NFGNs-750電極的比電容保持率分別為77.3%，77.6%和72.8%。與NCNF-800樣品電極(62.2%)相比，NFGNs電極比電容下降的速度比較緩慢。這表明NFGNs復合材料的3D空間結(jié)構(gòu)有利于電解液的擴散，使電極具有更好的倍率特性。

NFGNs復合材料電極在三電極測試體系下展現(xiàn)出較高的比電容，這主要有以下三方面原因：(1)NFGNs復合材料上NCNF相互連通，構(gòu)架出3D空間結(jié)構(gòu)，為電解液離子的快速傳輸提供了通路，形成較高的雙電層電容；(2)NFGNs復合材料內(nèi)層的EGNs具有良好的導電性，可以加速電子的傳遞，提高電極的倍率特性和穩(wěn)定性；(3)NFGNs包覆層中摻雜的氮原子可以提高復合材料的電導率和潤濕性，進而提高材料的比電容。

2.3 超級電容器性能測試

為了考察NFGNs-800復合材料在超級電容器中的實際應用性能，本工作以1 mol·L-1Et4NBF4-PC為電解液組裝了NFGNs-800超級電容器，并對超級電容器的各項性能進行了測試。圖7(a)為NFGNs-800超級電容器在不同掃描速度時的CV曲線。CV曲線展示出對稱性準矩形，表明NFGNs-800超級電容器的電容主要以雙電層電容為主。當掃描速度從10 mV·s-1增加到100 mV·s-1時，CV曲線均沒有發(fā)生明顯的形變，表明電容器具有更好的循環(huán)可逆性。圖7(b) 為NFGNs-800超級電容器的Nyquist曲線圖，插圖為擬合的等效電路圖。ESR為電池的等效串聯(lián)電阻，Cdl為雙電層電容；Rct為電荷轉(zhuǎn)移電阻；Cps為贗電容[21]。NFGNs-800超級電容器在高頻區(qū)半弧很小，表明電解液在電極內(nèi)部的電荷轉(zhuǎn)移電阻較小。這是由于NFGNs-800的3D空間結(jié)構(gòu)有利于電子從溶液轉(zhuǎn)移到電極表面，降低了界面電荷轉(zhuǎn)移阻力。在中頻區(qū)明顯出現(xiàn)呈45°斜率Warburg曲線，展現(xiàn)了電解液離子在電極中的擴散的過程。在低頻區(qū)的直線與實軸的垂直度較高，理想的極化電極在低頻區(qū)應是一條垂直于實軸的直線。這表明NFGNs-800超級電容器為優(yōu)異的雙電層電容器。NFGNs-800超級電容器在不同電流密度時的GCD測試結(jié)果見圖7(c)。GCD曲線呈現(xiàn)對稱三角形形狀，隨著電流密度的增加，GCD曲線沒有出現(xiàn)明顯的扭曲變形。NFGNs-800超級電容器在電流密度為 1.0 A·g-1時的Ccell為77.7 F·g-1，計算得到電極材料的Cm為310.8 F·g-1。

圖7(d)為NFGNs-800超級電容器能量密度隨功率密度的變化圖。在功率密度為10.5 kW·kg-1時的能量密度為87.1 Wh·kg-1；在功率密度高達29.8 kW·kg-1時的能量密度仍保持在71.4 Wh·kg-1。隨著功率密度的增加，能量密度降低的并不明顯。這表明NFGNs-800超級電容器具有很好的儲能性能，在高性能超級電容器研發(fā)領(lǐng)域有著潛在的應用價值。

圖7 NFGNs-800超級電容器的電化學性能(a)不同掃描速度時的CV測試曲線;(b)電化學阻抗Nyquist圖;(c)不同電流密度時的GCD測試曲線;(d)能量密度隨功率密度的變化圖;(e)循環(huán)穩(wěn)定性和庫侖效率隨循環(huán)次數(shù)變化曲線;(f)循環(huán)最后10次的GCD曲線Fig.7 Electrochemistry performance of NFGNs-800(a)CV curves with different scanning speeds;(b)Nyquist plots;(c)GCD curves with different current densities;(d)Ragone plot of energy density with power density;(e)variations of capacitance retention and coulombic efficiency with cycle numbers;(f)GCD curves of the last 10 cycles

循環(huán)壽命是超級電容器能否實際應用的重要參數(shù)。如圖7(e)所示，在電流密度為10 A·g-1時，NFGNs-800超級電容器經(jīng)過10000次充放電循環(huán)后，比電容為其初始比電容的95.9%，庫侖效率均保持在99%以上。由圖7(f)可知，10000次充放電循環(huán)測試后NFGNs-800超級電容器的CGD曲線沒有明顯的變化，這表明NFGNs-800超級電容器具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和循環(huán)可逆性。

3 結(jié)論

(1)以電化學法制備的EGNs為骨架，PPy為碳源，CTAB為模板劑，構(gòu)建了氮摻雜碳纖維包覆石墨烯納米片復合材料。氮摻雜碳納米纖維相互連通，均勻地包覆生長在石墨烯納米片層表面。

(2)NFGNs-800復合材料的氮含量為11.53%，比表面積為477.65 m2/g。NFGNs-800表現(xiàn)出優(yōu)異的電容特性。在電流密度為1.0 A·g-1時比電容323.3 F·g-1，且具有良好的倍率特性。NFGNs-800超級電容器在功率密度為10.5 kW·kg-1時，能量密度為87.1 Wh·kg-1；經(jīng)過10000次恒流充放電循環(huán)后，比電容保持率95.9%，庫侖效率保持在99%以上。

(3)NFGNs復合材料優(yōu)異的電容特性主要歸因于其獨特的結(jié)構(gòu)。相互連通的NCNF與EGNs構(gòu)建成3D的多級空間結(jié)構(gòu)，為電解液離子的擴散提供了空間。摻雜的氮原子可以提高電極材料表面的電活性，產(chǎn)生贗電容提高材料的比電容。內(nèi)層的EGNs骨架具有良好的導電性，在充放電過程中可以作為小的集電器加速電子的傳遞。