目前，纤维超级电容器的储能性能受到电荷转移不足和活性材料负载缺陷的严重限制。为了改变柔性纤维超级电容器的倍率性能和循环稳定性，湖南大学科研团队设计了一种具有分级芯鞘结构的复合纤维，首先在高度排列的 CNT 纤维上生长 N-CNT，然后在 N-CNT 上沉积 PANI。高度对齐的 CNT 纤维确保了独立的灵活性和电子的快速转移。多孔的初级鞘和次级核 N-CNTs 可以形成框架，以提高次级鞘的负载质量和均匀性， PANI比电容高，PANI 与 N-CNT 之间的相互作用增强。

而且，多孔的 N-CNT 结构可以同时极大地促进电子和离子的转移。CNT 纤维、N-CNTs 和 PANI 的协同作用赋予了这种分层的芯鞘结构的 PANI/N-CNT@CNT 纤维具有高比电容、优异的倍率性能和循环稳定性。比电容在1 A g -1的电流密度达到323.8 F g-1和在50 A g -1的高电流密度下可以保持221.3 F g -1。组装的超级电容器在 20 A g -1 下经过10000次充放电循环后可以保持原始电容的 92.1%。除了出色的储能性能外，它还表现出出色的耐磨性和柔韧性。在重复弯曲过程长达 10000 次循环后，电容可以保持在95.5%，分层芯鞘结构的PANIN-CNT@CNT纤维，高性能可穿戴超。这项工作为开发用于高性能可穿戴设备的纤维电极提供了一种新策略。

相关论文以题为High-performance wearable supercapacitors based on PANI/N-CNT@CNT fiber with a designed hierarchical core-sheath structure发表在《Journal of Materials Chemistry A》上。通讯作者是湖南大学陈旭丽教授。

参考文献：

doi.org/10.1039/D1TA03663G

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