优点：纯度高，基本不需提纯。 缺点：设备复杂，能耗大，成
本高。
2
4
化学气相沉积法
用铁、钴等作催化剂，黏土、硅酸盐等作载体，氮气、氢气等作稀释气，乙炔、
甲烷等作碳源。一定温度下（一般600~1000℃）催化裂解生成自由碳原子形成 碳纳米管。
优点：设备简单，成本低，适于大规模化生产。
缺点：副产物多，提纯分离难。 【化学气相沉积法是目前应用最广泛，最易实现工业化生产的制备碳纳米管的 2 4
两电极棒均用高纯度石墨棒，
在惰性气体氛点：由于制备时温度高达几
千度，碳管直，石墨化更完全， 缺陷少。
缺点：制备工艺复杂，副产物
多，分离提纯难。
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4
激光蒸发法
将碳靶臵于石英管中，加热至
1200度左右，然后通入惰性气 体，并用激光束照射碳靶，生 成气体碳。随气体从高温区流 向低温区，在催化剂作用下生 成单壁碳纳米管。
脱出； 碳材料对锂电位相对较低。 目前，在铿离子电池中具有使用价值或应用前 景的碳主要集中于三种碳:①石墨；②硬碳；③ 软碳。
碳纳米管的优势
碳纳米管的层间距（d=3.4～3.5nm）大于石墨的层间距（3.35nm），
大的层间距对锂离子来说进出有了大的通道，这些大的通道不仅增 大了锂离子的扩散能力，而且使锂离子能够更加深入的嵌入，同时 嵌锂时由于体积的膨胀，层间距要增加10%左右，因此石墨层要发 生移动，从而使嵌锂顺利进行。因此从这个原理上看碳纳米管的充 电容量要远大于石墨。
纳米碳管的管径为纳米级尺寸，管与管之间相互交错的缝隙也是纳
米数量级。这种特殊的微观结构，使锂离子不仅可嵌入到管内而且 可嵌入到管间的缝隙之中，为锂离子提供大量的嵌入空间位臵。此 外纳米碳管化学稳定性好，机械强度高，弹性模量大，宏观体积密 度小，且以相互交织的网状结构存在于电极中，能吸收在冲放电过 程中电极因体积变化而产生的应力，因而电极稳定性好，不易破损。
此外，碳纳米管还具有良好的宏观导电、导热性，可以避免由于电
极材料导热性差导致的欧姆极化及其对电池性能的不利影响。
既然碳纳米管有其他负极材料无可 比拟的优势，为什么没有被广泛应用呢？ 一个很重要的原因就是生产难题。 之前我所介绍的三中最常见的制备 方法都还是实验室制备方法。 至于可工业化生产的新型的制备方 法就有待我们来解决了。
发中的应用。
锂离子电池对负极材料的要求
（1）在锂离子的嵌入反应中自由能变化小
（2）锂离子在负极的固态结构有高的扩散速率
（3）高度可逆的嵌入反应 （4）有良好的导电率 （5）热力学上稳定同时不与电质发生反应。
碳材料是理想的负极材料
碳材料热力学性质稳定，与电解质不发生反应； 都具有石墨的层状结构，锂离子能可逆的嵌入
定义 制备
特性
定义

纳米碳管(CNT)，管状的纳米级石墨 晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按 一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管， 每层的C是SP2杂化，形成六边形平面的圆 柱面。
制备
目前，有三种最有效的实验室制备纳米碳管的方法： 1.电弧放电法
2.激光蒸发法 3.化学气相沉积法
电弧放电法
方法。】
特性
纳米碳管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导高和界面效应
强等特点，有优良的力学，热学，电学，吸附等性能。其顶端开填 充已用于高效催化载体、吸波材等。
近年来，锂离子电池研究者把碳米管用于锂离子电池中作为负极料，
发现它具有较高的可逆电容量等优良的电极性能。
这里我只介绍其在锂离子电池负极材料研