锂离子电池具有能量密度高和循环性好等优点,广泛应用于小型移动设备等领域,但尚不能满足需要兼具高容量和高倍率性能的应用要求.以兼具高比表面积、氮含量高且可调、良好石墨化程度、多尺度分级结构(含孔结构)、有微孔通道的寡层笼壁结构等特征的氮掺杂碳纳米笼(NCNC)为锂离子电池负极材料,展现出高的比容量、优异的倍率性能和稳定性,譬如:在0.1 A·g-1小电流密度下,NCNC800的循环稳定的充电比容量可以高达约900 m Ah·g-1,显著优于商业石墨;在20.0 A·g-1大电流密度下,循环500圈后的可逆比容量仍能稳定在约135 m Ah·g-1.如此优异的电化学性能可归因于NCNC的结构特征,如高比表面积、良好石墨化程度、独特介观结构和孔结构,这些特征有利于锂离子传输、电解液渗透和电子传导等.这为开发高倍率和高比容量的锂离子电池负极材料提供思路.
