高性能電容器電極材（cái）料是電化學儲能研究的前沿課題，其研製既要強調在“介觀-納米”範圍內對材料的織構和晶相結構進行調控合成以獲取高的儲（chǔ）電能力，還要兼顧（gù）器件化對材料進行“宏觀-微觀-納米”跨尺度製備的迫切需（xū）求（qiú）。近年來，圍繞超級電容器電極材料的（de）跨尺（chǐ）度製備的研究漸趨活躍。

在炭布、金屬片、紙張和塑料基底上構建的超級電容器可廣泛（fàn）用作便（biàn）攜式和可（kě）穿戴式儲能元件。為（wéi）了進一（yī）步提高其電容量，同時（shí）減小其尺（chǐ）寸，人們陸續研製了纖（xiān）維和電纜（lǎn）式超級電容器。Wang 等設（shè）計（jì）製備了基於NiCo2O4納米同軸纖維的超級電容器，該電容器在0.08 mA時，體積電容高達 10.3 F/cm3。

類似的CuCo2O4和ZnCo2O4超級電（diàn）容器在30mV/s時，電容分別高達 1.09 F/g和10.9 F/g。盡管超級電容器不斷取得突（tū）破，但是仍然（rán）需要進一步改善其性（xìng）能以便適合實際應用（yòng）。例如，大多數超級電容器（qì）都基於金屬絲集電器，然而其表麵光滑、表麵積小、孔隙率低，致使（shǐ）集電器基底（dǐ）與活性材料之間產生大（dà）的接觸電阻。因此，為了提高電荷傳輸效率，應降（jiàng）低內部電阻，並增加活性表麵積。Ramadoss 等將NiCo2O4生長在3D-Ni/Ni-wire整裝結構（gòu）基體上，體現出優異的電容性能（néng）。

3D-Ni/Ni-wire集電器具有（yǒu）多孔、多（duō）活性位點的樹突狀導（dǎo）電網絡（luò）和短的擴散路徑，可在氫氣氣泡存在的模板中通過電沉積法製備。隨後，雙金屬(Ni和Co)氫（qīng）氧化物通過（guò）電沉積法負載於3D-Ni/Ni-wire 上。最後，所積的雙金（jīn）屬氫氧化物經過 300℃焙燒生成NiCo2O4尖晶石塗層。NiCo2O4/3D-Ni/Niwire 具有優異的體積電容(29.7 F/m3)以及良好（hǎo）的充放電（diàn）速率。此外，還（hái）具有優異的循環穩（wěn）定性（xìng） (5000 次後仍維持（chí） 100%)及高能量密度(2.18 w·h/kg)和高功率密度 (21.6 W/kg)。

以薄層金屬 Cu和（hé）Ni纖維（wéi）為基底，Zhu 等製備了薄層Zn/Cu- 纖（xiān）維和 NiO/Ni- 纖維電池電極，並分別組裝了（le） Ni-Zn 和 Ni-H2電池，新電極可顯著提高電池能（néng）量密度和充放電速率;Zhu 等還製備了整裝金屬Ni 纖維結構化炭顆粒複合電極，並用作（zuò） Zn- 空電池的超薄陰極電極，具有優於常規電極材料的性能。碳納米（mǐ）管(CNTs)和碳氣凝膠（jiāo）(CAG)是極富應用前景的納（nà）米（mǐ）碳基材料，但用於電（diàn）池和超級電容器時遇（yù）到成型（xíng）問題。傳統高分子膠黏劑（jì）的使（shǐ）用不僅會犧牲電極材（cái）料的比表麵（miàn）積、破壞碳材料的結構特性，還會導致很高（gāo）的電荷傳（chuán）導阻力和離子傳遞阻力因此無黏結劑的（de）跨尺度製備引起（qǐ）了人們的關注（zhù）。

基於整裝燒結（jié）金屬 Ni纖維結構所提供的薄層大麵積、大空隙率、開放網絡、獨特的形狀因子和高化學活性等（děng）特性，Jiang 等（děng）通過催化化學氣相沉積法（fǎ）在 Ni纖維表麵生長 CNTs，成功製備了“Ni纖維（wéi）-CNTs”複合結構材料(直徑8.0 cm)，整體結（jié）構保持完好且 CNTs 分布均勻,CNTs負載量高達60%以上。該複合材料（liào）的電荷傳（chuán）導阻力和離子傳遞阻力均非常小，在5mol/L KOH水溶液電解質中測得的比電容可達47 F/g。利用以上所得“Ni纖維-CNTs”複合結（jié）構材料為基（jī）底（dǐ），Fang 等通過再組裝CAG的方法製備了“宏觀-微觀-納米”跨尺度自支（zhī）撐碳納（nà）米管 - 碳（tàn）氣凝膠複合電極材料，其中金（jīn）屬纖維網絡為集電極、CNTs 為納米導線、CAG介孔為離子存儲庫;在5 mol/L KOH水（shuǐ）溶液電解（jiě）質中，該材料具有優良的導電性、高的比電容（róng）和（hé）很好的瞬間充放電能力。

Li等基於薄層大麵積三維開放網絡的燒結（jié）金屬纖維結構，通過催化化學氣相（xiàng）沉積(CCVD)在金屬纖（xiān）維表麵“培植”碳納米管（guǎn）(CNTs)，再借助溶膠（jiāo）塗層組裝聚苯胺(PANI)的（de）方法，成功製備了（le）以金屬纖維（wéi）網絡為集電極，CNTs 為納米（mǐ）導線PANI為化學儲（chǔ）能（néng）活性物質，尺（chǐ）度跨越宏觀、介觀和納米的自支撐三維 CNTs-PANI複合電極（jí）材（cái）料。以分子量 10000的 PANI單體製備的PANI、CNTs和Ni-fber 質（zhì）量分數分別為 28%、28%和44%的複合電極材料，具有最佳的電化學性質和化學電容儲能性能，以及良（liáng）好的充放電循環穩（wěn）定性（xìng）。分析結果表明，PANI與CNTs 間（jiān）的π-π相互堆積作用產生（shēng）的電子相互作用不僅促（cù）進了（le） PANI的電化學活性，而且（qiě）可能對 PANI具有穩定作用，進而改善了充放電循環穩定（dìng）性。

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