氧化锌(Zn O)作为锂离子电池负极材料,主要有储量丰富、价格低廉、安全性高、理论比容量高(978 m Ah/g)等优点,因而受到研究者们的关注。但其仍存在导电性差、脱嵌锂过程中体积膨胀的问题,导致其电化学性能较差。现阶段主要通过特殊的结构设计及与其他材料复合来解决上述问题。本文首先在泡沫镍基底上生长Zn O纳米阵列,并通过设计以下结构来提高Zn O纳米阵列的电化学性能:(1)核-壳结构Zn O/C纳米阵列;(2)蛋黄-蛋壳结构Zn O/C纳米阵列。通过湿化学法制备Zn O纳米阵列,并经过气相包覆聚吡咯(Ppy)后热解得到Zn O/C纳米阵列。扫描和透射电镜表明所制备纳米阵列为直径约200nm,碳包覆层厚度为10 nm的核壳结构。该材料在100 m A/g电流密度下,首次嵌、脱锂容量分别为1171.7 m Ah/g、884.6 m Ah/g,循环100周后脱锂容量仍高达544.3 m Ah/g,容量保持率为61.53%,是纯氧化锌纳米阵列和未烧结的Zn O/Ppy复合材料容量的4倍,表现出良好的循环稳定性及较高的可逆容量。通过比较聚多巴胺、电沉积Ppy、气相包覆Ppy等三种不同包覆方法,气相包覆Ppy为碳源制备的Zn O/C复合材料具有最好的电化学性能。透射电镜表明经KOH溶液刻蚀后,能在碳壳与氧化锌纳米棒之间形成一定的空隙,呈现出蛋黄蛋壳结构。该材料在100 m A/g电流密度下,循环100周后,刻蚀活性物质的质量分数为10%时所得到的复合材料,脱锂容量高达496.7 m Ah/g,随着刻蚀活性物质的质量分数增加到50%,其脱锂容量仅为381.32 m Ah/g。即使在400 m A/g电流密度下,刻蚀活性物质的质量分数为10%时所得到的复合材料仍具有242.2 m Ah/g的可逆容量,表现出较好可逆容量及倍率性能。