空心碳纳米球的可控制备

采用乙酰丙酮铜为原料,通过金属有机物化学气相沉积大批量制备C/Cu壳/核纳米颗粒,并通过反应气氛调控C壳层的厚度。将C/Cu壳/核纳米颗粒在1 300℃的真空环境中退火,获得空心碳纳米球。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱等表征手段,对退火前和退火后的样品进行对比分析,发现退火前和退火后的碳壳层的直径、厚度和石墨化程度都没有明显改变,但是样品的比表面积增大了一个数量级。因此,通过C/Cu壳/核纳米颗粒的真空退火,是实现空心碳球可控制备的一条简易途径。

空心碳纳米球在锂离子电池中的性能

为了探究高性能的锂电池负极新型碳基材料,通过高温退火碳包铜纳米颗粒材料制备得到空心碳纳米球,该材料的平均粒径为20 nm,这比其他空心碳球的平均粒径都要小,碳层厚度为1~3 nm,喇曼强度比值为1.06,比表面积为300 m^2·g^(-1)。空心碳纳米球作为锂电池负极材料表现出出众的电化学性能,在186 mA·g^(-1)的电流密度下比容量达到400 mA·h·g^(-1),在不同的电流密度下具有良好的比容量,循环100次的容量保持率为100%,这些优异的电化学性能与空心碳纳米球的高比表面积、空心结构和非常小的粒径有关,这些结果表明空心碳纳米球是一种具有潜力的锂电池负极材料。