近年来,将纳米结构的电极材料应用于锂离子电池已经成为电池研究领域一个热门的方向。纳米电极材料,能够在一定程度上突破微米材料存在的动力学和热力学限制,从而有望实现电池性能的大幅度提高。一维纳米结构的电极材料在作为锂离子电池电极材料的应用中具有其独特的优势。首先,一维纳米材料具有较小的径向尺寸和较大的轴向尺寸,这保证了电子能够在轴向较好传导的同时,锂离子也能在径向更快的嵌入脱出,从而有利于提高电极材料的倍率性能。另外,一维纳米材料的细长结构有利于释放充放电过程中因体积膨胀和收缩带来的应力,因此有利于提高电极材料的结构稳定性和循环性能。我们利用化学气相沉积(CVD)法,以三氯化锑(SbCl3)和氯化锌(ZnCl2)分别作为锑源和锌源,以氩气和氢气作为载气和反应气,通过控制温度、气流、基片、晶种、压力等反应因素,直接在铜箔上沉积了纳米棒、纳米线和纳米管等一系列一维纳米形貌的锑化锌(Zn4Sb3)材料,并对其形成机理做了探讨。在合成中,预先在铜箔上铺上适量ZnCl2晶种对于一维锑化锌的合成至关重要。另外,体系压力也是调节一维锑化锌形貌的重要因素。在约75～100Pa压力范围内,所得锑化锌的形貌主要为纳米棒；在约150～300Pa压力范围内,形貌主要为纳米线；而在约500～800Pa压力范围内,形貌主要为纳米管。我们将上述沉积有锑化锌材料的铜箔直接作为锂离子电池的负极材料组装电池,而不需要加入导电剂和粘结剂等添加剂,也不需要经过繁琐的研磨、调浆、涂布和烘干等传统制作电极的工序,因而十分简便。电池在100mA/g的电流密度下充放电循环时,三种一维形貌的锑化锌材料都显示了较好的循环稳定性。其中,比容量最高的是纳米管,其次是纳米线和纳米棒。锑化锌纳米管在循环100圈后比容量还能维持在450mAh/g左右,这相对于第10圈的比容量保持率几乎是100%。