由静电纺丝聚丙烯腈（PAN）衍生的硬碳纳米纤维电极材料具有成本低、制备简单等优点，但低平台容量限制了其作为钠离子（Na+）存储负极的应用。主要障碍是PAN在稳定过程中的环化导致有序碳结构的形成。在此，使用羧基官能化的PAN制备了具有无序结构和丰富内部纳米孔的纳米纤维负极。在NaOH溶液中，PAN的氰基（-CN）经水解过程转变为羧酸钠（-COONa），限制了稳定过程中的环化，从而生成无序的碳结构。同时，-COONa的形成会产生内部孔隙丰富的硬碳，从而在放电过程中形成延伸的平台区域。优化的PCNFs2-700-1400负极在0.02A/g时可提供高达286mAh/g的可逆容量，初始库伦效率（ICE）为73%。183mAh/g的较大平台容量可归因于内部孔隙中Na+的填充以及在伪石墨中的嵌入。综上，该策略有助于加深研究人员对PAN衍生硬碳中Na+存储“吸附-嵌入-孔填充”机理的理解。
图1.（a）PCNFs形成过程和（b）PAN环化过程的示意图。
图2.改性前后PAN膜的FT-IR光谱。
图3.PAN膜在不同水解时间下的XPS光谱。（a）PAN-0的C1s，（b）PAN-1的C1s，（c）PAN-2的C1s，（d）PAN-1的O1s，（e）PAN-2的O1s，（f）PAN-1的N1s。
图4.（a）未改性PAN纳米纤维、（b）PAN-1、（c）PAN-2、（d）PAN-4、（e）PCNFs0-700-1400、（f）PCNFs1-700-1400、（g）PCNFs2-700-1400和（h）PCNFs4-700-1400的SEM图（插图为高分辨率图像）。（i）PCNFs0-700-1400、（g）PCNFs1-700-1400、（k）PCNFs2-700-1400和（l）PCNFs4-700-1400的HRTEM图像。
图5.PCNFs0-700-1400、PCNFs1-700-1400、PCNFs2-700-1400和PCNFs4-700-1400的（a）XRD图谱、（b）拉曼光谱、（c）N2吸附-解吸等温线和（d）孔径分布图。
图6.（a）放电平台容量和斜率容量（0.02A/g下的第2次循环）与水解时间的关系，（b）PCNFs0-700-1400、PCNFs1-700-1400、PCNFs2-700-1400和PCNFs4-700-1400电极在电流密度为0.02A/g时的电流充放电曲线。（c）PCNFs0-700-1400、PCNFs1-700-1400、PCNFs2-700-1400和PCNFs4-700-1400的倍率性能。（d）PCNFs0-700-1400、PCNFs1-700-1400、PCNFs2-700-1400和PCNFs4-700-1400的放电容量保持率。（e）PCNFs0-700-1400和（f）PCNFs2-700-1400在不同扫描速率下的CV曲线。（g）PCNFs0-700-1400和PCNFs2-700-1400的b值。（h）PCNFs2-700-1400在0.1mV/s扫描速率下的CV曲线和电容贡献。（i）PCNFs0-700-1400和PCNFs2-700-1400的电容和扩散控制过程的容量贡献。
图7.（a）PCNFs0-700-1400和PCNFs2-700-1400的SAXS图谱，（b）PCNFs2-700-1400中Na+储存机制示意图，（c）PCNFs2-700-1400的CV曲线。
图8.第三次循环期间PCNFs（a）钠化和（b）脱钠的GITT曲线。PCNFs（c）钠化和（d）脱钠的相应Na+扩散系数。
图9.（a）5个循环和（b）100个循环后不同样品的EIS曲线，（c）PCNF2-700-1400和（d）PCNFs4-700-1400经不同循环后的EIS曲线。
