DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.163734

碳质负极材料因其高导电性、低成本、相对较高的理论容量和稳定性而被认为是先进钾离子电池（PIBs）的竞争性候选材料。然而，较差的离子转移动力学和不理想的放电容量限制了其实际应用。在此，研究者通过简便的静电纺丝方法制备了高度多孔的碳纳米纤维（HP-CNFs），用于高效钾存储。由于其高度多孔的形态、较大的层间距离、N掺杂和丰富的活性位点，HP-CNFs可以实现大尺寸K离子的快速可逆嵌入/脱嵌。即使在1000次循环后，HP-CNFs作为PIBs负极仍具有311.7mAh/g的可逆容量。这种优异的电化学性能证明了使用HP-CNFs作为先进PIBs负极材料的可行性。

图1.（a）SEM图像和（b-d）不同放大倍率下的TEM图像。（e）HRTEM图像和平均间距（插图）。（f）TEM图像以及C、N和O元素的元素映射结果。

图2.结构表征：HP-CNFs和CNFs的（a）XRD图谱，（b）拉曼光谱和（c）N2吸附/解吸等温线。（d）HP-CNFs的XPS全扫描光谱，以及（e）N1s和（f）C1s的相应高分辨率XPS光谱。

图3.HP-CNFs和CNFs的电化学性能。（a）HP-CNFs在0.1mV/s下的CV曲线。（b）HP-CNFs在0.1A/g时的恒电流充电/放电曲线。（c）HP-CNFs和CNFs在不同电流密度下的倍率性能。（d，e）HP-CNFs和CNFs在0.1和1A/g下的循环性能。

图4.（a）HP-CNFs和CNFs在5A/g下的循环性能。（b,c）HP-CNFs在5A/g下进行20次循环后的TEM图像。（d）HP-CNFs的GITT曲线。（e）HP-CNFs的扩散系数。

图5.（a）HP-CNFs在不同扫描速率（0.2、0.5、0.7、1.0和1.2mV/s）下的CV曲线。（b）HP-CNFs的Logi-logv图。（c）不同扫描速率下的电容贡献，以及（d）在1.2mV/s下的电容贡献率。（e）HP-CNFs和CNFs的EIS曲线。（f）HP-CNFs与报道的其他PIBs用碳质材料的倍率性能比较。