基于夹层结构的碳纳米管/石墨烯/多壁碳纳米管混合纤维制成的可纺、高性能固态超级电容器
前言：
基于MWCNT/rGO/MWCNT夹层结构制成的高性能的可纺固态超级电容器由于其有序排列的长的MWCNT，石墨烯的掺入和独特的夹心结构，因而具有优良的可织性，高容量电容、能量密度和良好的循环稳定性以及良好的力学性能。
关键词：碳纳米管；光纤设备；石墨烯；夹层结构：超级电容器；可纺电子
正文：
对可纺电子的出现迫切需要兼容的可织成织物的储能装置的发展。由于其功率密度高、充放电速率快和循环寿命长，纤维基超级电容器受到特别的关注。虽然有些纤维基超级电容器的有关报道时有出现，但同时保证高电容的性能和良好的可织性或可编织性仍是一项挑战。
石墨烯和碳纳米管（CNTs）是一种很有前途的碳材料且能构建纤维电极，这是由于其高导电性和导热性、机械强度和柔韧性，比表面积大，并能顺从被纺成纤维。例如，长导电纤维制成的还原氧化石墨烯（RGO）已采用湿纺法制备，但这些复合纤维是脆弱的。此外，由于不规则的装配RGO纳米片在RGO的纤维，其内部磨损和应力集中，不可避免的导致力学性能较差。
虽然RGO纳米片由于其巨大的比表面积和丰富的含氧官能团的存在所产生的赝电容，所以预计将表现出高的电容，其堆积和导电性差严重恶化所形成的石墨纤维的电容性能，特别是在高电流密度下此情况尤为明显。众所周知，碳纳米管纤维通常具有很好的柔韧性，优良的导电性、机械强度高，但碳纳米管固有的低电容阻碍了他们在超级电容器中的应用。因此，基于结合石墨烯和碳纳米管的超级电容器的制备方式可以对纤维性能改进，因为掺碳纳米管不仅可以大大防止堆积的RGO纳米片从而增加电解液的接触表面积，而且还可以提供高导电通路。然而，在以往的工作中，表面活性剂和强氧化剂通常使用以达到良好的分散悬浮长度较短的碳纳米管（0.5–3micro;m）和氧化石墨烯纳米片。因此，它不可避免的妥协所产生的混合碳纳米管的电学、力学性能和纤维。此外，随机分散的碳纳米管和石墨烯的混合物在碳纳米管石墨纤维可能不是理想的提高电容性能的最大协同效应。此外，叠层结构与交替的CNT和RGO层制作，具有较好的机械，电气和电化学性能。而且，结合碳纳米管的取向也很重要，这将确定所得到的混合碳纳米管的机械强度和复合纤维的导电性。
在这篇论文，我们将汇报一种基于三明治结构制作高度柔顺的混合纤维即多壁碳纳米管（碳纳米管）/石墨烯/多壁碳纳米管的方法，这是形成有序排列的MWCNT与GO片。重要的是，表面活性剂、非介入的氧化处理，和其他任何苛刻的化学过程将造就碳纳米管/石墨烯/多壁碳纳米管纤维良好的机械，电气和电化学性能。作为一个证明概念，这些混合纤维被用来构建具有优良的可织性，高容量电容、能量密度和良好的循环稳定性的固态超级电容器。
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